DE69122012T2

DE69122012T2 - Automatische Kaffeemaschine

Info

Publication number: DE69122012T2
Application number: DE69122012T
Authority: DE
Inventors: Kyle T Anderson; Duke W Goss; Michael G Lee
Original assignee: Acorto Inc
Current assignee: Acorto Inc
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2011-06-25
Also published as: JPH0622856A; EP0472272B2; CA2045319C; DE69122012T3; EP0472272B1; JP2908072B2; US5207148A; CA2045319A1; US5509349A; EP0472272A3; ES2091874T3; EP0472272A2; DE69122012D1; ATE142447T1; ES2091874T5

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Espressokaffee und insbesondere ein System und ein Verfahren, mit welchem vollautomatisch Kaffeegetränke, wie z.B. Espresso, Milchkaffee, Capuccino oder dergleichen aus ganzen gerösteten Bohnen hergestellt und eingeschenkt werden können.
Das Brühen von Espresso und die Herstellung und das Einschenken von Getränken, welche dampfbehandelte Milch enthalten, wie z.B. Milchkaffee, ist ein relativ hoch entwickeltes Gebiet; der Stand der Technik enthält Vorrichtungen zum Mahlen der spezieller Bohnen und zum weitgehend automatischen Brühen einer Espresso-Basisflüssigkeit. Bedienerseitig ist jedoch im allgemeinen viel Geschick erforderlich, um die Bohnen abzumessen, eine genaue Menge gemahlenen Kaffees in den Brühzylinder mit einer genau bemessenen Druckkraft einzupressen und Wasser in der genauen Menge, mit der genauen Temperatur und mit dem genauen Druck für eine genaue Zeit hinzuzugeben, um eine gewünschte Menge an Flüssigkeit bei einer zufriedenstellenden Serviertemperatur und mit einer gleichmäßigen Qualität des herauskommenden Getränks zu erzeugen. Wenn das fertige Getränk Milch enthalten soll, zapft der Bediener Milch aus einer gekühlten Quelle und bedient einen Dampfstock von einer Quelle her, die unter hohem Druck und hoher Temperatur steht, um die Milch mit Luft zu vermischen und zu erhitzen, bevor sie mit der Kaffee- Flüssigkeit vermischt wird.
Es liegt auf der Hand, daß der richtige Umgang mit der kalten Milch und dem gefährlichen Dampf einen weiteren Satz an Fähigkeiten erfordert; von einem mit der üblichen Ausrüstung bestens vertrauten Bediener kann erwartet werden, daß er ungefähr 1 Minute benötigt, um das Getränk zuzubereiten und einzuschenken.
Im übrigen gewinnt das Problem des Erwerbens und des Praktizierens dieser Fähigkeiten dadurch an Bedeutung, daß beobachtet wird, daß die Espresso-Kundschaft Perfektion erwartet. Restaurants und Geschäfte, die Espresso herstellen und ausschenken, sind typischerweise darauf eingestellt, wesentliche Zeit für das Training eines Bedieners einer Espressomaschine bereitzustellen und verlangen die Beherrschung einer umfassenden Gebrauchsanweisung.
Dieser Zeit- und Arbeitsfaktor führt bei Restaurants oft dazu, einen möglicherweise hochprofitablen Espresso-Betrieb während der Stoßzeiten zu "schließen", weil Abgabeengpässe und Enttäuschung bei den Kunden eine schlechte Stimmung bei und zwischen Bedienungspersonal und Kunden verursachen, es sei denn, zusätzliches Bedienpersonal wird für diesen Zeitraum eingestellt und es steht eine entsprechende Anzahl von Brühmaschinen zur Verfügung.
Zu den o.g. Schwierigkeiten und dem Niveau der Fähigkeiten, welches zu deren zufriedenstellender Bewältigung notwendig ist, gehört auch das die Milch betreffende Sicherheitsproblem. Wegen dem gefährlichen Bakterienkulturenbett, welches die Milch bildet, wenn diese nicht gekühlt wird, darf nicht einmal eine mikroskopische Menge warmer Milch in der Maschine zurückbleiben. Demzufolge wird Milch typischerweise von Hand aus einem gekühlten Vorrat in ein offenes Glas oder in einen Metallbecher geschüttet, wo sie mit dem Dampfstab behandelt werden kann. Das offene Gefäß und der Stab müssen dann häufig und gründlich gereinigt werden, um das zerstörerische Wachstum von Bakterien zu verhindern.
Die Probleme und Schwierigkeiten und die damit verbundenen Kosten haben den Anstieg der Popularität von Espresso und zur gleichen Gruppe gehörender Getränke wegen des Gewinnrisikos und den Gefahren beim Umgang mit der Milch ernsthaft verzögert.
Beispiele für Geräte zur Kaffeeherstellung beinhalten folgendes: Die WO91/00041 offenbart eine automatische Maschine für die Ausgabe von schwarzem Kaffee, weißem Kaffee und dergleichen, welche weißen Kaffee "Capuccino" fehlerfreier Qualität und ungewöhnlich cremiger Konsistenz ausgeben kann, und umfaßt innerhalb einer Rahmenstruktur eine Kaffee-Ausgabeeinrichtung, eine Milch-Ausgabeeinrichtung mit einer Emulgiereinrichtung, welche mit einem Dampferzeuger, einem Lufteinlaß und einem Milch-Vorratsbehälter verbunden ist, um Dampf sowie Luft und Milch, welche vom Dampf mitgerissen werden, zu erhalten und erhitzte emulgierte Milch abzugeben, wobei die Kaffee- Ausgabeeinrichtung und die Milch-Ausgabeeinrichtung jeweils Abgaberohre aufweisen, welche für eine direkte Abgabe in eine Tasse eng beeinander liegen.
Die EP-A-0 328 705 offenbart eine durch einen Mikroprozessor gesteuerte Kaffeemaschine, welche eine Aufgußeinrichtung aufweist, die mit mehreren Einheiten ausgerüstet ist, welche ein Mikroprozessor-Steuersystem umfaßt, mit dem der normale Sollwert der Temperatur hinsichtlich des Dampf Sättigungsdruckes im "Sollwert"-Boiler bis zu einem Wert erhöht oder in anderer Weise verändert werden kann, welcher ausreicht, um in einem Zustand zu arbeiten, bei dem die normale Ausnutzung des Dampfes erhöht ist.
Die EP-A-0 195 750 offenbart eine Emulgiereinheit vor allem zum Emulgieren von Dampf und Milch, um "Capuccini" zuzubereiten, welche eine Dampf-Abgabeleitung in Verbindung mit einem Dampf-Generator umfaßt und in eine Saugkammer mündet, in welche eine Milch-Abgabeleitung geführt ist, wobei die Saugkammer in Verbindung mit einer Emulgierkammer steht, welche mit einer Abgabeöffnung nach außen versehen ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein vollautomatisches Espresso-Verfahren und -System zu schaffen, welches diese Schwierigkeiten und die Einschränkungen des Standes der Technik nicht aufweist.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches System zu schaffen und ein solches Verfahren anzugeben, welche zuverlässig eine gleichbleibende Qualität von Espresso-Getränken liefern.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren anzugeben und ein solches System zu schaffen, bei denen die Temperatur, Menge, Druck und die Synchronisierung von Wasser, Dampf, Kaffeebohnen und Milch an jedem wichtigen Punkt im System im wesentlichen kontinuierlich überwacht und von einem Computer gesteuert werden.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches System zu schaffen und eine solches Verfahren anzugeben, bei welchen ein Milchvorrat innerhalb des Geräts gespeichert und gekühlt wird.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren anzugeben und ein solches System zu schaffen, bei dem die Milch automatisch von dem gekühlten Vorrat so abgezogen wird, wie sie für die jeweilige Portion benötigt wird und bei der nach jeder Portion keinerlei Rest nicht gekühlter Milch in der Vorrichtung verbleibt.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren anzugeben und ein solches System zu schaffen, welches zuverlässig, gleichbleibend, wiederholt und schnell ein Milch enthaltendes heißes Espresso-Getränk aus ganzen gerösteten Bohnen alle 15 bis 25 Sekunden abgibt.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren anzugeben und ein solches System zu schaffen, welches im Umgang mit Dampf, heißem Wasser, elektrischem Strom und Milch pannensicher ist.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein solches Verfahren anzugeben und ein solches System zu schaffen, bei dem es im Normalbetrieb die einzige Aufgabe des Bedieners ist, eine Getränkeauswahl zu treffen, indem er einen entsprechenden Knopf am Bedienfeld des Gerätes drückt.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein System zu schaffen, welches robust und zuverlässig ist und einfach und wirtschaftlich gewartet werden kann.
Kurz gesagt, diese und andere Aufgaben werden gelöst gemäß den Merkmalen eines Beispiels der Erfindung, welche eine Haupt-Steuereinheit mit einem Mikroprozessor aufweist, und welche ferner die folgenden größeren zusammenarbeitenden Untersysteme enthält: mindestens einen Vorratsbehälter für Kaffeebohnen und ein zugehöriges Kaffeemahlwerk, welches eine abgemessene Portion an Kaffee bereitstellt; eine Brüheinrichtung, welche die Portion an gemahlenem Kaffee aufnimmt, diesen verdichtet und innerhalb eines Brühzylinders zwischen einer Kolbenstange und einer Mahlgut-Auswurfeinrichtung zusammendrückt, welche heißes und unter Druck stehendes Brühwasser durch den Kaffee spritzt, die gebrühte Flüssigkeit extrahiert und in eine Servier-/Trinktasse fördert und dann das verbrauchte Mahlgut in einen Abfallbehälter auswirft; eine dampfbetriebene Luft-Milch-Venturi-Mischeinheit, welche flüssige Milch, Umgebungsluft und Dampf ansaugt und die Milch in einen erhitzten Schaum aufschäumt und aufsprudelt und diesen mit der Espresso-Flüssigkeit in eine Trinktasse abgibt und hierdurch in der Servier-Tasse ein Milch enthaltendes heißes Espressogetränk bildet; ein gekühlter Milchvorrat, welcher zu der Venturi-Mischeinheit benachbart angebracht ist, deren Milch-Einlaßabschnitt innerhalb der gekühlten Umhüllung des Milchvorrats angeordnet ist. Innerhalb der gekühlten Umhüllung ist ein Milchtank vorgesehen, welcher von dort entfernt werden kann, um Milch nachzufüllen; eine Wasser-Aufheizeinrichtung, welche heißes Brühwasser bei hohem Druck liefert; ein Dampfgenerator, welcher sehr heißen Dampf bei relativ niedrigem Druck liefert, um die Milch mit Dampf zu behandeln und Oberflächen, welche mit nicht gekühlter Milch in Verbindung kommen, mit Dampf zu reinigen; ein Netzteil, welches verschiedene Wechsel- und Gleichspannungen bereitstellt, um mit Strom zu versorgen: 1. elektromechanische Elemente, wie z.B. Motoren, Gebläse, Magnetmotoren und Pumpen; 2. thermoelektrische Elemente, wie z.B. Heizer und Kühleinrichtungen; und 3. Festkörper-Schaltungen, Sensoren und Anzeigen. Ein wichtiger Aspekt der Kombination ist, daß die Venturi- und die Kühleinheit Mittel umfassen, durch welche alle Oberflächen, die mit Milch in Berührung kommen, entweder innerhalb des Kühlmantels sind oder nach jedem Zyklus, bei dem Milch gehandhabt wird, als eine Phase desselben durch den Dampf-Venturi automatisch dampfgereinigt werden.

AUFEINANDERFOLGENDE BESCHREIBUNG DER FIGUREN IN DER ZEICHNUNG

FIGUR 1 zeigt eine Gesamtdarstellung, in der die strukturellen Komponenten eines Beispiels der erfindungsgemäßen Kombination wiedergegeben sind;
FIGUR 2 zeigt einen Längsschnitt einer den Grundsätzen der Erfindung entsprechenden dampfbetriebenen Venturi-Mischeinrichtung;
FIGUR 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Schubladeneinheit des Milchvorrats der Kombination aus Figur 1;
FIGUR 4 zeigt einen Querschnitt des in Figur 3 dargestellten Aufbaus entlang der Schnittlinie 4-4;
FIGUR 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Milchpegelsensors;
FIGUR 6 zeigt einen Längsschnitt der Zweiwege-Luftventileinheit der Kombination von Figur 1;
FIGUR 7 zeigt eine Gesamtdarstellung, in der die elektrischen Komponenten der Kombination von Figur 1 und deren gegenseitige Verbindung gezeigt ist;
FIGUR 8 zeigt ein Blockschaltbild der Hauptsteuereinheit mit Mikroprozessor, EPROM und RAM und Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen;
FIGUR 9 zeigt das Layout des Bedienfelds und die dem Bediener zugänglichen Tasten und die LED-Anzeigefenster;
FIGUREN 10a und 10b stellen Flußdiagramme der bevorzugten Programmierung des Mikroprozessors für die Initialisierung bzw. den Warmlauf dar;
FIGUR 11a stellt ein weiteres Flußdiagramm für die Programmierung der Bedienungsroutine dar; und FIGUR 11 B stellt die Subroutine Milchtür-, Mahlgutabfallbehälter- und Mahlgutfüllstandsstatus dar;
FIGUR 12 stellt ein Flußdiagramm eines Nur-Milch-Programmzyklus dar, welcher bewirkt, daß die Maschine ausschließlich mit Dampf behandelte Milch abgibt;
FIGUR 13 zeigt ein Flußdiagramm des Reinigungs-/Auswahlzyklus;
FIGUR 14 zeigt ein Flußdiagramm des Einschenkzyklus;
FIGUR 15 zeigt ein Flußdiagramm des Getränke-/Auswahlzyklus;
FIGUR 16 zeigt ein Flußdiagramm der Arbeitsvorgänge zum Mahlen von Bohnen;
FIGUR 17 zeigt ein Flußdiagramm der Arbeitsvorgänge des Verdichtens/Brühens;
FIGUR 18 zeigt ein Flußdiagramm des Trocknens (bei dem der Mahlgutkuchen am Ende des Brühzyklus ausgepreßt wird, um Restflüssigkeit zu entfernen) und des Zurückstellens des Brühgeräts in einen Anfangs(Ausgangs-)zustand;
FIGUR 19 zeigt ein Flußdiagramm des Milch-Abgabezyklus für Milchkaffee und Capuccino;
FIGUR 20 zeigt ein Flußdiagramm der Haupt-Verwaltungsarbeitsvorgänge;
FIGUREN 21a, 21b, 21c und 21d sind zusammenhängende Flußdiagramme, die in Verbindung mit den Haupt- Verwaltungsarbeitsvorgängen von Figur 20 arbeiten, um einen angemessenen Wasserspiegel im Brühwassertank und im Dampfgeneratortank sicherzustellen;
FIGUR 22 zeigt ein Flußdiagramm der Überwachung und Regelung der Temperatursteuerung, die ebenfalls in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsarbeitsvorgängen von Figur 20 zusammenarbeitet;
FIGUR 23 zeigt ein Flußdiagramm verschiedener Zeitsteuerroutinen; und
FIGUREN 24 bis 30 zeigen Routinen von versteckten Menüs, welche zusätzliche optionale Funktionen der Vorrichtung zur Verfügung stellen und welche von einer von dem Bediener betätigten versteckten Taste am Bedienfeld von Figur 9 aktiviert werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In Übereinstimmung mit den strukturellen und mechanischen Merkmalen der Erfindung, der Verfahrensdetails und des Gerätes, welches weiter unten beschrieben ist, umfaßt das dargestellte und beschriebene Beispiel einer automatischen Espresso-Maschine 20 ein nicht dargestelltes einheitliches Konsolengehäuse, innerhalb dem eine Brüheinheit 22 angebracht ist. Eine zufriedenstellende derartige Einheit ist im Handel als "Brewer Group", Modell 01.00524 von I. M.C., s.r.l., aus Bergamo/Italien, erhältlich. Deren wichtigste Komponenten umfassen einen Brühzylinder, in welchen eine abgemessene Portion gemahlenen Kaffees durch Schwerkraftspeisung aus einer Mahleinheit 24 eingegeben wird, welche ihr Maß an gerösteten Bohnen aus einem "Normalkaffee"- Vorratsbehälter 26 erhält. Wenn gewünscht, wird eine magnetbetriebene Rutsche 28 für coffeinfreien Kaffee betätigt, um die Brüheinheit 22 mit einer Mahleinheit 30 für coffeinfreien Kaffee zu verbinden, welche mit gerösteten coffeinfreien Bohnen aus einem "Coffeinfrei"- Vorratsbehälter 32 versorgt wird. Die Mahleinheiten 24, 30 können jeweils z.B. eine "Grinder Group", Modell 01. 00527 von I.M.C., s.r.l., sein; und die Rutsche 28 für coffeinfreien Kaffee kann eine "Chute Group" Modell 37. 00118 von I.M.C., s.r.l., sein.
Die Brüheinheit 22 umfaßt ferner einen Kolben oder Tauchkolben, welcher das Mahlgut bis zu einem vorgegebenen Grad zusammendrückt, indem sein elektrischer Motor inganggesetzt wird, was durch ein Reaktionskraft-Rückkopplungssignal gesteuert wird, welches von einer Druckfeder und einem Mikroschalter bereitgestellt wird, welche zwischen einem Kolbenträger und dem Kolben selbst liegen. Während das Mahlgut auf diese Weise mit der vorgegebenen Kraft verdichtet wird, wird das heiße Brühwasser bei hohem Druck von einem Wasser-Heizbehälter 34 durch ein magnetbetätigtes Brühwasserventil 36 zugeführt. Ein Durchflußmesser 38, welcher ein "Turbine Flow Meter" Modell 95. 01205 von I. M.C., s. r.l., sein kann, stellt ein elektrisches Signal zur Verfügung, welches die Menge des Wasserflusses in die Wasserheizeinrichtung, und somit in den Brühzylinder, angibt, welche durch den verdichteten Kaffee hindurchgepreßt wird, wobei das elektrische Signal, wie weiter unten beschrieben ist, verwendet wird, um das Ventil 36 zu schließen, sobald die gewünschte Menge an unter Druck stehendem Wasser den Durchflußmesser 38 passiert hat. Gemäß einem derzeit bevorzugten Satz von Brühparametern hält eine Brüh-Heizeinrichtung 40 den Brühzylinder konstant auf einer Temperatur von ungefähr 185 ºF; eine Wasser-Heizeinrichtung 41 hält den Behälter 34 auf 190 ºF; und ein Druck von 130 psi wird durch eine Hochdruckpumpe 42 und ein Rückschlagventil 44 eingestellt; und ein Druckregler 46 hält einen vorgegebenen Druck von einer Größenordnung von 40 psi in der Einlaßleitung für die Pumpe aufrecht, die von einem externen Wasservorrat herkommt, welcher mit 48 bezeichnet ist. Ein mechanisches Sicherheits-Entlastungsventil 50 kann eingebaut sein, um einen Behälterdruck oberhalb 150 psi abzubauen.
Das vom Magnetventil 36 dosierte heiße Brühwasser wird durch eine flexible Druckleitung in das Innere des Tauchkolbens und dann durch dessen gelochte Seite in den verdichteten Kaffee hineingebracht. Die Grundfläche des Brühzylinders besteht ebenfalls aus einem Tauchkolben, welcher normalerweise während der Brühphase feststeht, und welcher einen mit sehr feinen Löchern durchsetzten Körper aufweist, welcher die gebrühte Flüssigkeit hindurchläßt, welche von dem unter Druck stehenden Brühwasser vorgeschoben wird, um sie dann durch Schwerkraft über die Leitung 52 an die Serviertasse 54 abzugeben. Am Ende der Brühphase wird der untere Tauchkolben nach oben bewegt, um den Kuchen aus verbrauchtem Mahlgut in einen Abfall- Aufnahmebehälter 56 auszuwerfen. Die Brüheinheit kann dann so programmiert werden, daß ein Reinigungszyklus durchgeführt wird, während dem der Zylinder und beide mit Löchern versehene Tauchkolben und die Leitung 52 mit einer Menge heißen Wassers durch das Ventil 36 gespült werden. Das Reinigungswasser fließt durch ein Abfallgitter 58 in einen nicht dargestellten Behälter. Ein derartiger Reinigungszyklus wird im übrigen normalerweise selten verwendet und kann z.B. nach dem freien Ermessen des Bedieners programmiert werden. Ein Auslaßventil 76 für heißes Wasser stellt auf Anforderung Wasser für Tee oder für Reinigungszwecke oder dergleichen zur Verfügung.
Für die Herstellung von Espresso-Getränken, welche mit Dampf behandelte Milch enthalten, ist ein Dampferzeugungsbehälter 70 mit einer elektrischen Heizeinrichtung 72 vorgesehen, um Wasser im Behälter auf eine Temperatur von z.B. 240º F bei einem Druck von 14 psi oder ungefähr 1 atm Meßdruck zu erhitzen. Wasser wird von dem Vorrat 48 durch ein magnetbetatigtes Einlaßventil 74 bereitgestellt. Ein mechanisches Sicherheits-Entlastungsventil 78, welches durch die Wand des Behälters 70 hindurchgehend angebracht ist, läßt Dampfdruck ab, wenn dieser unbeabsichtigterweise ungefähr 15 psi übersteigt. Eine Auslaßleitung 80 bringt Antriebsdampf vom Behälter 70 durch eines von zwei Magnetventilen 81, 82 oder durch beide Magnetventile 81, 82 zu der dampfbetriebenen Venturieinheit 90, welche weiter unten in Verbindung mit der Beschreibung von Figur 2 erklärt ist; die Gesamtfunktion der Venturieinheit ist jedoch die, 1. Umgebungsluft durch eine Öffnung 91 in die Venturieinheit anzusaugen und 2. flüssige Milch aus einem flexiblen Ausgaberohr 93 in einem gekühlten Milchvorrat 94 durch ein Magnetventil 96 anzusaugen. Das Dampfventil 81 hat einen kleineren Durchsatz als das Dampfventil 82 und kann als die Steuerung für Milchkaffee angesehen werden; wohingegen das letztere mit seiner höheren Rate verwendet wird, wenn "Capuccino" zubereitet werden soll. Auf Wunsch können beide für maximalen Durchfluß z.B. in der Reinigungsphase eines jeden Abgabezyklus geöffnet werden. Der Auslaß der Venturieinheit arbeitet jedenfalls mit einem Wirbelmischer 98 zusammen, welcher ebenfalls durch Dampf aus dem Generator 70 angetrieben wird, und welcher das programmierte Gemisch aus Luft, Dampf und Milch zu einem Schaum vermischt, welcher über ein Rohr 100 für mit Dampf behandelte Milch direkt in die Serviertasse 54 abgegeben wird. Der gekühlte Milchvorrat 94 ist weiter unten detaillierter in Verbindung mit der Beschreibung der Figuren 3 und 4 erklärt, so daß es hier genügt, anzumerken, daß in diesem Beispiel eine Milch- Behälterschublade 110 innerhalb eines isolierten Gehäuses 112 verschiebbar gehalten ist und mit einem Luftstrom- Durchgangsraum 113 um ihre Oberflächen herum versehen ist. Eine Kühleinrichtung, welche in diesem Beispiel ein Peltierelement 117 sein kann, ist, wie dargestellt, mit seiner "kalten" Oberfläche innerhalb des Gehäuses und mit seiner "heißen" Oberfläche außerhalb angeordnet. Wärme aus dem Raum 113 wird über einen Satz von wärmeaustauschenden Rippen 116 innerhalb des Gehäuses über den Satz von thermoelektrischen Peltier-Chips 117 zu einem Satz von wärmeaustauschenden Rippen 118 gebracht, welche, wie angedeutet, in die Umgebungsluft überstehen. Durch ein kleines elektrisches Gebläse 120, welches innerhalb des gekühlten Hohlraums angeordnet ist und welches den natürlichen Konvektionsstrom unterstützt, kann dieser Wärmefluß verbessert und der Temperaturgradient im Milchvorrat 94 minimiert werden, indem mindestens ein kleiner zusätzlicher Strom über die Rippen 116 und um den Milchbehälter herum durch den Raum 113 bewegt wird. In ähnlicher Weise kann ein elektrisches Gebläse 122 die Effektivität und den Wirkungsgrad der Kühleinrichtung verbessern, indem ein Strom von Umgebungsluft zwischen die äußeren Rippen 118 bewirkt wird. Die auf diese Weise abgeleitete Wärme kann durch ein Gebläse 122 den bereitgestellten Serviertassen 124 zugeleitet werden, um diese vorgewärmt und gebrauchsbereit zu halten. In ähnlicher Weise kann überschüssige Wärme aus der Umgebung der Wasserheizeinrichtung 34 bzw. des Dampfgenerators 70 abgeleitet und in Richtung des Tassenvorrats durch elektrische Gebläse 126 bzw. 128 gerichet werden.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, umfaßt die Dampf-Venturieinheit 90 einen Körper 140, welcher im wesentlichen eine rotationssymmetrische Gestalt mit einer Achse 142 aufweist, und welcher z.B. aus einem hochdichten, klaren Kunststoff, wie z.B. Polysulfon, hergestellt ist. Der klare Kunststoffkörper bietet einem Bediener oder einem Prüfer die Möglichkeit, in dessen innenliegende Durchgänge zu sehen, um zu überprüfen, daß er sauber ist und daß dort keine Milchreste nach der Reinigungsphase eines Abgabezyklus sind. Am eingangsseitigen Ende 144 ist eine kurze Gewindebohrung 145 vorgesehen, welche eine Halteschulter 146 bildet. Dies dient zum Anschließen des mit einem Gewinde versehenen Endes 148 der Dampfleitung 80, wobei dessen Innendurchmesser vorzugsweise dem einlaßseitigen) einen größeren Durchmesser aufweisenden Ende 149 eines als Venturi konisch zulaufenden Engstellenabschnittes 150 entspricht. Das einen kleineren Durchmesser aufweisende Ende 151 des Engstellenabschnitts 150 paßt zu dem eines kurzen zylindrischen Engstellenabschnittes 152, an dessen auslaßseitigem Ende ein einen größeren Durchmesser aufweisender zylindrischer Injektor-Engstellenabschnitt 154 ausgebildet ist. Das auslaßseitige Ende des Injektor-Engstellenabschnitts geht glatt in ein einen kleineren Durchmesser aufweisendes Ende 156 eines konisch zulaufenden Venturimischer-Engstellenabschnitts 158 über, welcher sich linear zu seinem einen größeren Durchmesser aufweisenden Ende 160 hin vergrößert, wo er glatt auf einen zylindrischen auslaßseitigen Engstellenabschnitt 162 trifft. Der letztgenannte Engstellenabschnitt endet mit einem Gewinde 164 auf seiner Außenfläche, welches mit einem Anschlußstück 166 mit Innengewinde zu einem Außenabschnitt 167 des Wirbelmischers 98 paßt. Die vorzugsweise horizontale Achse 142 der Venturieinheit ist, bezogen auf die vertikale Achse des Wirbels, wie dargestellt verschoben, wodurch das durch den Dampf bewegte Gemisch, wenn es von der Venturieinheit in den Wirbel eingespritzt wird, eine deutliche tangentiale Komponente aufweist, wodurch das Wirbelmischen erhalten wird. Der Mischer hat vorzugsweise die Grundgeometrie eines Trichters, wobei das mit Dampf aufgeschäumte Milchgemisch in den oberen, größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 167 eingespritzt und durch den erhaltenen Drall wirbelgemischt wird. Das fertige geschäumte Produkt wird dann von dem zentralen unteren Abschnitt 168 des trichterförmigen Mischers in das Rohr 100 für mit Dampf behandelte Milch eingespritzt und weiter in Richtung der Serviertasse 54 bewegt.
Auf eine Achse 180 ausgefluchtet, welche quer zur Achse 142 angeordnet ist und diese ungefähr auf halbem Wege der Längserstreckung des Injektor-Engstellenabschnittes 154 schneidet, ist eine Milch-Einlaßeinrichtung 96 angeordnet, welche einen Anschluß 182 aus klarem Kunststoff mit einem dünnwandigen zylindrischen Abschnitt 184 umfaßt, welcher z.B. über ein Gewinde zu einem äußeren Ende 186 eines metallischen Endabschnitts 93' des Milch-Speiserohrs 93 paßt. Neben dem zylindrischen Abschnitt 184 ist ein Kragenabschnitt 188 mit einem größeren Durchmesser vorhanden, welcher eine Halteschulter 190 für das Ende des Rohrs 93' und einen Halteflansch 192 bildet, welcher in eine zugehörige kurze zylindrische Bohrung 194 paßt, die in der Seite des Venturi-Körpers 140 ausgebildet ist. Vom Kragenabschnitt 188 nach innen gehend und diesem benachbart weist der Anschluß 182 einen konischen Abschnitt 195 auf, welcher in einer Öffnung 198 mit kleinem Durchmesser endet, die einen Sitz 196 eines Milchventils bildet, der mit einer gegenüberliegenden Spitze 200 eines Kolbenventilkörpers zusammenarbeitet, um die Milchöffnung 198 wahlweise zu öffnen oder zu schließen. Ein Tragsitz 202 für einen konischen Anschluß ist im Venturi-Körper 140 in der Nähe der Bohrung 194 nach innen versetzt ausgebildet, welcher zu dem konisch zulaufenden Abschnitt 195 des Anschlusses 182 paßt. Eine ringförmige Nut 204 ist um den Sitz 202, an das Ende von dessen Öffnung angrenzend, ausgebildet, um eine O-Ringdichtung 206 zu halten, so daß das Anliegen des Anschlusses 182 mit dem Venturi-Ventilkörper 140 dampf- und flüssigkeitsdicht ist. Ein Satz von Halteclips 208 kann vorgesehen sein, um den Anschluß 182 dicht in seinen konischen Sitz 202 zu drücken, wobei die O-Ringdichtung 206 zusammengedrückt wird. In der Isolierung 112 der Kühleinheit 94 ist durch spanende Bearbeitung eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 210 erzeugt, welche sich vom Venturikörper 140 weg erweitert und einen Teil des Luftraums 113 (FIGUR 1) bildet, um kalte Luft über den gesamten Weg der Milch zu der Venturieinheit umzuwälzen. Der metallische Endabschnitt 93' der ansonsten flexiblen Milchleitung 93 gewährleistet ferner die Kühlung der Milch, bis sie in die eigentliche Venturieinheit eintritt.
Die Spitze 200 des Tauchkolben-Ventilkörpers sitzt auf dem vorderen Ende eines Ventilschafts 220 und ist an diesen angeformt, welcher, wiederum zu Inspektionszwecken, vorzugsweise aus einem klaren Kunststoffmaterial, wie z. B. Polysulfon, hergestellt ist. Die Spitze 200 kann, wie dargestellt, haubenförmig konvex sein und so eine Ventilwirkung mit dem Ventilsitz 196 erzielen. Der Rückseite der haubenförmigen Spitze 200 benachbart, kann der Ventilschaft 220 einen Abschnitt 222 mit verringertem Durchmesser aufweisen, welcher sich ungefähr über den Durchmesser des Venturi-Injektor-Engstellenabschnitts 154 hinweg erstreckt. Der Durchmesser des Ventilschafts 220 kann dann für den Rest seiner Länge vergrößert werden, um einen Ventilschaftabschnitt 224 zu bilden, dessen hinteres Ende 226 mit einem Innengewinde versehen dargestellt ist, um an einem Schaft 227 eines metallischen Magnetankers befestigt zu werden, welcher mit einem zugehorigen Außengewinde an seinem vorderen, einen verringerten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 228 ausgeformt ist. Der Rest der Magneteinrichtung 230 des Ventilantriebs kann herkömmlich sein und eine Feder 232 umfassen, die zwischen dem hinteren Gehäuseabschnitt 234 des Magneten und dem hinteren Ende 236 des Ankerschafts 227 unter Druckbelastung gehalten wird. Die auf diese Weise auf den Ventilschaft 220 ausgeübte Kraft bewirkt, daß dieser normalerweise die Ventilspitze 200 in Verschlußstellung mit dem Ventilsitz 196 hält. Der Magnet 230 ist durch einen Satz von Maschinenschrauben 238 zusammengehalten und am Venturi- Körper 140 befestigt. Diese sind in diesen bei 240 eingeschraubt dargestellt. Eine Öffnung 241 mit einem Durchmesser, der so gewählt ist, daß die Ventilschaftabschnitte 224, 226 gleitend aufgenommen werden, ist durch den Venturikörper hindurch auf der Achse 180 vorgesehen.
Im übrigen wird, wenn der Magnet, gemäß der weiter unten beschriebenen Steuerfolge, elektrisch betätigt wird, der Magnetanker 227 in eine durch die gestrichelte Linie 242 dargestellte Position zurückgezogen, wobei er die Feder 232 weiter zusammendrückt und den Ventilschaft 224 und die Ventilspitze 200 vom Ventilsitz 196 wegzieht und hierdurch den Milchkanal 198 zu dem reduzierten Druck der Venturi-Injektor-Engstelle 154 hin öffnet und die Engstelle im wesentlichen freigibt, indem die Ventilspitze nach hinten in die durch die gestrichelte Linie 244 dargestellte Position bewegt wird.
Der Vollständigkeit der Details der Venturieinrichtung halber sei erwähnt, daß die Öffnung 91 für Umgebungsluft eine Bohrung 91' ist, welche transversal zur Venturiachse 142 verläuft und diese im Injektor-Engstellenabschnitt 154 an einer Stelle schneidet, die geringfügig stromab von der Querachse 180 der Milch-Injektoreinrichtung liegt.
Einige typische ungefähre Abmessungen des Venturi- und des Wirbelmischers sind wie folgt:
Gesamtlänge des Körpers 140: 4 bis 6 Zoll
Länge des konisch zulaufenden Abschnittes 150: 1 bis 2 Zoll
Öffnungswinkel des konisch zulaufenden Abschnittes 150: 22º
Länge des zylindrischen Abschnittes 152: 0,1 bis 0,15 Zoll
Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 152: 0,06 bis 0,10 Zoll
Länge der Injektor-Engstelle 154: 0,15 Zoll
Durchmesser der Injektor-Engstelle 154: 0,1 bis 0,14 Zoll
Länge des konisch zulaufenden Abschnittes 158: 3 bis 5 Zoll
Öffnungswinkel des konisch zulaufenden Abschnittes 158: 5 bis 12º
Gesamtdurchmesser des Körpers 140: 1 Zoll
Öffnungswinkel der Milchanschlüsse 195: 45º
Innendurchmesser am oberen Ende des Wirbeltrichters: 1 bis 1,5 Zoll
Innendurchmesser am Trichterböden: 0,375 Zoll
Öffnungswinkel des Trichters: 90º
Höhe des oberen zylindrischen Abschnittes des Trichters: 1 bis 1,5 Zoll
Höhe des konischen Abschnittes des Trichters: 0,5 Zoll
Durchmesser des Ventilschafts 224: 0,12 Zoll
Durchmesser der Luftöffnung 91': 0,02 bis 0,06 Zoll
Durchmesser und Dicke der O-Ringe 206: 0,25 x 0,125 x 0,0625
Es sei an dieser Stelle in der Beschreibung des Aufbaus der Venturieinheit 90, des Milchventils 96, der Dampfventile 81, 82 und des Wirbelmischers 98 besonders darauf hingewiesen, daß bei normalem Arbeitsablauf der dampfgetriebene Venturi so betrieben werden kann, daß dieser Milch ansaugt, wenn das Ventil 96 offen ist; das Milchventil ist dann geschlossen, solange eines der Dampfventile oder vorzugsweise beide Dampfventile lang genug geöffnet bleiben, um alle inneren Oberflächen der Einheiten, welche mit Milch in Berührung gekommen sind, mit Dampf zu reinigen, einschließlich des gesamten Abgaberohres 100 bis zur Tasse 54, wobei das daraus resultierende "Überfließen" von Dampf zu der Serviertasse selbstverständlich vollkommen ohne nachteilige Folgen ist.
In Figur 3 ist der gekühlte Milchvorrat 94 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Die Milch-Behälterschublade 110 ist in ihrer normalen Anordnung innerhalb des isolierten Gehäuses 112 gezeigt. Eine herkömmliche Schubladen-Führungseinrichtung 260 ist so dargestellt, daß sie den Behälter entweder in seiner normalen Position hält oder wenn er zum Befüllen oder für andere Servicearbeiten herausgezogen ist, wie durch die entsprechenden gestrichelten Linien dargestellt. Der Behälter umfaßt einen Verschlußdeckel 262 und einen abgedichteten Durchlaß 264 für die Durchführung der flexiblen Milch-Auslaßleitung 93. Die Vorderseite 266 der Schublade umfaßt eine Abdeckung 268 des isolierten Gehäuses 112. Ein herkömmlicher Annäherungsschalter 270 bewirkt eine elektrische Anzeige des vollständigen mechanischen und thermischen Schließzustandes der Schublade.
Die flexible Milchleitung 93 ist über herkömmliche, nicht dargestellte Mittel mit ihrem metallischen Endabschnitt 93' verbunden, welcher direkt in den Körper des Milch-Ventiles 96 und den Venturi-Körper 140 eingekuppelt ist. Die konische Ausnehmung 210 im isolierten Gehäuse 112 ist um die Milch-Auslaßleitung 93' herum dargestellt.
Die thermoelektrische Peltier-Einrichtung 117 ist wiederum in der isolierten Wand 112 dargestellt, wobei deren kalte Seite und die Wärmeaustauschrippen 116 innerhalb der Luftumwälz-Räume 113 angeordnet sind und deren heiße Seite und die Kühlrippen 118 außen angeordnet sind.
Figur 4 zeigt in der Querschnittsansicht des gekühlten Milch-Vorrats 94 wiederum den Peltier-Chip 117, der die, bezogen auf das isolierte Gehäuse 112, äußeren "heißen" Rippen 118 und inneren "kalten" Rippen 116 aufweist. Der Milchbehälter 110 ist so dargestellt, daß er von der Schubladenführung 260 abgestützt ist und mit einem Milchpegelfühler 272, welcher weiter unten beschrieben ist, in Verbindung steht. Das kleine Gebläse 120 kann innerhalb des Raumes 113 angeordnet sein, um den natürlichen Konvektionsstrom von Luft um den Milchbehälter herum zu unterstützen. Die milchabführende Versorgungsleitung 93 ist so dargestellt, daß sie sich von der Nähe des Bodens des Behälters 110 durch die Durchführung 264 hindurch und von dort weiter zu ihrer Verbindung mit dem Milchventil 96 und der Venturieinheiten 90 erstreckt.
Wie Figur 5 zeigt, weist ein Ausführungsbeispiel des hygienischen Milchpegelfühlers 272, welcher schematisch dargestellt ist, einen ferritischen oder ferromagnetischen Stab 274 auf, welcher in Kontakt mit der Mitte der Bodenfläche 276 des Milchbehälters 110 gehalten ist. Der Milchbehälter ist vorzugsweise aus Kunststoff mit einer relativ dünnen Wand gespritzt, wodurch dessen Bodenwand 278 sich abhängig von der im Behälter verbleibenden Milch verbiegt, wie durch die gestrichelten Linien 280, 282 angedeutet. Eine Drahtspule oder ein Spulensatz 284 ist am Rahmen des Gehäuses der Kühleinrichtung angebracht, wodurch der Ferritstab, wenn sich die Unterseite des Behälters nach oben oder nach unten verbiegt, weniger oder mehr in die Spule eingetaucht wird und in der Folge den effektiven elektromagnetischen Widerstand der Spule 284 verringert bzw. erhöht. Die Spule und ein ihr zugeordneter Widerstandsmeßkreis 285 können herkömmlich konstruiert sein und können ohne weiteres so kalibriert werden, daß ein Ausgangssignal an dessen Klemme 286 erhalten wird, welches eine genaue Funktion des Milchstandes im Behälter 110 ist.
In Figur 6 ist ein Beispiel eines optionalen Zweiwege- Luftventils 92 dargestellt, welches einen Gehäuseabschnitt 290 mit einem Ventilzylinder 292 umfaßt, welcher darin zentral ausgebildet ist. Ein Ventilkolben 294 ist in Längsrichtung verschiebbar innerhalb des Zylinders angeordnet und trägt eine O-Ringdichtung 296 in einer ringförmigen Haltenut 298. Eine kleinere Lufteinlaßbohrung 300 erstreckt sich durch die Wand des Gehäuses 290 hindurch in den Zylinder 292 hinein, und in Längsrichtung davon beabstandet ist eine größere Lufteinlaßbohrung 302 in ähnlicher Weise durch das Ventilgehäuse 290 durchgeführt, wobei der longitudinale Abstand der Bohrungen 300, 302 in der Größenordnung einiger Dicken des Kolbens 294 liegt.
In Längsrichtung mittig zwischen den Lufteinlaßöffnungen 300, 302 ist die Auslaßöffnung oder -bohrung 304 angeordnet, welche über herkömmliche Mittel mit der Leitung 91 und über diese mit der Öffnung 91' in der Venturieinheit 90 verbunden ist.
Der Ventilkolben 294 ist am vorderen Ende eines als Magnetanker ausgebildeten Ventilschaftes 306 angeordnet, welcher gleitend in einer gleichen Durchmesser aufweisenden Bohrung 308 angeordnet ist, welche sich durch das Ventilgehäuse 290 erstreckt. Die Längsverschiebung oder der Hub des Schaftes 306 wird durch einen vorderen Zapfen 310 und einen hinteren Zapfen 312 begrenzt, welche, wie dargestellt, durch den Körper 290 hindurchgeschraubt sind und sich in den Zylinder 292 hinein erstrecken und so Anschläge für den Kolben bilden. Am hinteren Ende 314 des Schaftes ist eine Feder 316 in Anlage an eine Endplatte 318 des Ventilgehäuses 290 unter Druck gehalten. Die Feder hält normalerweise den Ventilkolben in Anlage an den vorderen Zapfen 310; wenn jedoch die Magnetspule 320 erregt wird, um den Magnetanker (Schaft 306) zu betätigen, wird der Schaft gegen den Zapfen 312 nach hinten gezogen in die Position, welche durch die gestrichelten Linien angedeutet ist. Daraus ist ersichtlich, daß in einem Normalzustand die kleinere Einlaßbohrung 300 mit der Auslaßöffnung 304 in Verbindung steht, wohingegen im Zustand des betätigten Magneten die größere Einlaßöffnung 302 mit der Auslaßöffnung 304 in Verbindung steht. Die Gesamtfunktion des Zweiwegeluftventils 92 bedeutet, daß als Alternative zu der Mehrzahl von Dampfventilen 81, 82 zum Erhalt einer zusätzlichen Programmflexibilität zwischen zwei Lufteinlaufraten für den Venturi gewählt werden kann, welcher, wie oben dargelegt, Umgebungsluft ebenso wie flüssige Milch ansaugt, die mit dem Dampf zusammengemischt werden und das geschäumte Milchprodukt ergeben. Wenn z.B. ein Milchkaffeegetränk gewünscht wird, kann der Magnet in seiner normalen, nicht aktivierten Stellung belassen werden; und wenn ein Capuccino-Getränk gewünscht wird, welches mehr Luft erfordert, kann der Magnet aktiviert werden, damit ein größerer Luftstrom durch die größere Öffnung 302 möglich ist. Diese Öffnungen werden in den Zeichnungen mit "Milchkaffee" bzw. "Capuccino" bezeichnet; es versteht sich jedoch, daß, wie oben dargestellt, die Milchkaffee/Capuccino-Auswahlfunktion vorzugsweise durch das Programmieren der Dampfventile 81, 82 erhalten wird.
Figur 7 zeigt die elektrischen Komponenten des Systems von Figur 1 und deren gegenseitige Verbindungen. Grob gesagt überwacht und empfängt eine Hauptsteuerung 340 elektrische Signale von einem Bedienfeld 342 und von mehreren elektronischen, elektromechanischen und thermoelektrischen Komponenten, ebenso wie von internen Zeitgebern und Ablaufsteuerungen und generiert die Ausgangs- und Steuersignale für Stromversorgungseinheiten, welche die elektrischen Komponenten mit Strom versorgen und aktivieren, in Übereinstimmung mit vorgegebenen gewünschten Größenordnungen für deren zugehörige funktionale Parameter, wie z.B. Druck, Temperatur, Durchsatz, integrierter Durchfluß, statische Mengen, Zeitpunkt oder -abfolge, Position, Kraft, ebenso wie Spannung, Strom- und Lichtstärken. Entsprechend empfängt die Hauptsteuerung 340 anweisende oder abfragende Signale vom Bedienfeld 342. Die Funktionen der Hauptsteuerung 340 abhängig von derartigen Eingangssignalen ist unten beschrieben.
Der Durchflußmesser 38 stellt ein Signal zur Verfügung, welches die Menge des durch diesen hindurch gehenden Wasserstromes angibt, wobei dieses Signal verwendet wird, um das Brühwasser zu dosieren und das Brühwasserventil 36 bei der Brühereinheit 22 zu öffnen und zu schließen. Dieses Magnetventil wird vorzugsweise über ein herkömmliches nicht dargestelltes Relais mit Strom aus einer 24- V-Gleichstromversorgung 344 versorgt, was durch ein Signal von der Hauptsteuerung 340 gesteuert wird. In ähnlicher Weise wird die Hochdruckpumpe 42 von der Stromversorgung 372 durch ihr eigenes Relais mit Strom versorgt und von der Steuerung 340 abhängig von den Signalen, die vom Durchflußmesser abgegeben werden, gesteuert. Die Wasserheizung 41 für den Behälter 34 wird von einer 240-V- Wechselstromversorgung 354 mit Strom versorgt, was von der Hauptsteuerung abhängig von den Signalen, die von einem Wasserstandssensor 346 und einem Temperatursensor 350 abgegeben werden, gesteuert wird, wobei diese jeweils so mit dem Brühwasser-Heizbehälter 34 in Verbindung stehen, daß sie die jeweiligen Parameter überwachen.
In gleicher Weise wird das magnetbetätigte Wasser-Speiseventil 74 für den Dampfgenerator 70 durch Strom von der Stromversorgung 344 betätigt, was von der Hauptsteuerung abhängig von den Signalen, die von einem oberen Pegelsensor 356, einem unteren Füllstandssensor 358, einem Drucksensor 360 und einem Temperatursensor 362 abgegeben werden, gesteuert wird; und die Wasserheizung 72 wird selektiv von der Stromversorgung 354 mit Strom versorgt, was von der Hauptsteuerung abhängig von denselben Signalen gesteuert wird. Ein Teewasserventil 366 zapft Wasser vom Heißwasser-Vorratsbehälter 34 und wird durch Strom von der Versorgung 344 betrieben, was von der Hauptsteuerung 340 abhängig von den Eingaben des Bedieners am Bedienfeld 342 gesteuert wird.
Der Milch-Vorrat 110 wird im vorliegenden Beispiel von einer Peltiereinrichtung 117 gekühlt, welche drei thermoelektrische Chips umfaßt, die elektrisch in Serie verbunden sind und jeweils 16,8 V hochausgeregelten und reingefilterten Gleichstrom von der Stromversorgung 368 benötigen. Der Strom zu den Peltier-Chips wird von der Hauptsteuerung abhängig von einem "Temperatur"-Signal eines Sensors 370 gesteuert, welcher thermisch mit dem Milchvorrat 110 gekoppelt ist. Das in ähnlicher Weise ansteuerbare Gebläse 120 wird von der 24-Volt-Quelle 344 mit Strom versorgt. Der Milchmengensensor 272 empfängt den Erregungs-Wechselstrom von einer 120-Volt-Wechselstromversorgung 372. Das den Milchstand angebende Ausgangssignal wird der Hauptsteuerung 340 über die Siguallinie 286 aufgeprägt. Der Stellungssensor 270 zeigt an&sub1; daß die Schublade des Milchvorrats sicher und thermisch dicht verschlossen ist.
Nun wird besonders auf die Brühereinheit 22 Bezug genommen; sie bekommt den Strom von der Stromversorgung 354, und ihre zugeordneten Komponenten, die Mahlwerke 24, 30, werden wahlweise von der 120 V-Wechselstromversorgung 372 abhängig von den Ablauf-Steuersignalen mit Strom versorgt, welche der Hauptsteuerung 340 vom Bedienfeld 342 übermittelt werden. Wenn "coffeinfrei" spezifiziert wurde, wird die Rutsche 28 für coffeinfreien Kaffee gleichzeitig durch von der Versorgung 344 bereitgestellten Strom elektromechanisch gestellt, wodurch das Mahlgut des Mahlwerks 30 für coffeinfreien Kaffee anstelle des Mahlguts des Mahlwerks 24 für normalen Kaffee dem Brühzylinder der Brühereinheit 22 zugeführt wird. Sobald die gemahlene Kaffeeportion von einem der beiden Mahlwerke 24 oder 30 in den Brühzylinder eingebracht ist, wird sie bis zu einer vorbestimmten Reaktionskraft verdichtet, wodurch ein Verdichtungsschalter 374 betätigt wird, welcher zu diesem Zweck der Hauptsteuerung 340 ein entsprechendes Signal aufprägt. Der Brüherheizer 40 hält die Masse des Brühers mittels Strom von der Versorgung 354 abhängig von einem Temperatur-Überwachungssignal des Temperatursensors 376, mit welchem die Hauptsteuerung beaufschlagt wird, gleichmäßig auf einer Temperatur, welche ungefähr der des Brühwassers oder 185º entspricht. Ein Behälter oder die Abfallschublade 56 nimmt die verbrauchte Menge an gemahlenem Kaffee oder den Kuchen nach jedem Brühzyklus auf, und nach einer vorgegebenen Anzahl von Brühzyklen wird ein "Bitte leeren"-Signal erzeugt. Ein Annäherungsschalter 378, welcher anzeigt, daß die Schublade richtig verschlossen ist, wird jedoch von der Hauptsteuerung überwacht, und ein "Rückstell"-Signal wird jedesmal dann erzeugt, wenn die Schublade für einen Zeitraum von mehr als ungefähr 6 Sekunden herausgezogen wurde, wobei ein derartiges Signal impliziert, daß die Schublade 56 geleert wurde. Ein Stellungssensor 380 überwacht die augenblickliche Stellung des Betätigungshebels oder der Betätigungsscheibe der Brüheinheit, wenn diese verdichtet und den gemahlenen Kaffee entfernt, und beaufschlagt die Hauptsteuerung mit entsprechenden Signalen. Ein Paar von Bohnenfüllstandssensoren 382, 384, welche jeweils ein Satz von fotoelektrischen Sensoren sein können, ist jeweils an den Bohnen- Vorratsbehältern 26, 32 (FIGUR 1) angebracht, um ein Signal zu erzeugen, welches den Pegel des Bohnenvorrats in jedem Vorratsbehälter anzeigt.
An der Venturieinheit 90 und der Wirbel-Mischereinheit 98 ist darauf hinzuweisen, daß das Dampfventil 82, das Milchventil 96 und das Luftventil 92 jeweils mit Strom von der Stromversorgung 344, abhängig von den Ablauf-Steuersignalen, die vom Bedienfeld 342 kommen, mit Strom versorgt werden.
Die Gebläse 120, 122, 128 und 126 sind elektrisch parallel geschaltet dargestellt; in der Praxis können diese oder Untergruppen von diesen jedoch nach Wunsch getrennt angesteuert werden.
Eine Anzeigetafel 390 umfaßt einen Satz von beleuchteten Anzeigeeinrichtungen, welche ihre Strom7 ebenso wie ihre Betätigungssignale, von der Hauptsteuerung 340 erhalten können. Ein Meßwert für jeden der überwachten und oben beschriebenen Parameter kann wahlweise auf der Anzeige dargestellt werden, indem das Bedienfeld 342 betätigt wird, oder automatisch unter vorgegebenen Umständen, wie weiter unten dargestellt.

Hauptsteuerung 340 und Bedienfeld (Tastatur) 342

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Hauptsteuerung 340 ist in Figur 8 dargestellt und umfaßt in der Darstellung einen Mikroprozessor 8-1, welcher mit einem gemeinsamen Adreß-/Datenbus 8-2 so verbunden ist, daß er mit Festwert- und Direktzugriffs-Speichern, dargestellt als EPROM 8-2, RAM 8-3 und nicht flüchtigem RAM 8-4, kommuniziert. Der Mikroprozessor 8-1 ist auch mit den unterschiedlichen Eingabe/Ausgabe-Schnittstellenschaltungen über den Bus 8-2 verbunden, welche in diesem Ausführungsbeispiel die Eingangssignale einer Tastatur-Eingabeschnittstelle 8-10, Sensor-/Detektor-Eingangsschaltungen 8-11, 8-13 und 8-14 ebenso wie die unterschiedlichen Ausgangssignale für die Steuerung der Stromzufuhr zu den Relais und Magneten umfassen, und zwar über eine Ausgangsverriegelungsschaltung 8-15 und einen Selektor/Decoder 8-16 für die Ansteuerung von LED/LCD-Anzeigeelementen an der Steuertafel 342, welche in Figur 9 dargestellt ist.
Im Betrieb führt der Mikroprozessor 8-1 die im EPROM 8-3 gespeicherten Anweisungen aus. Die durch derartige gespeicherte Anweisungen erhaltene Programmierung wird im Detail unten, beginnend in Verbindung mit Figur 10, beschrieben. RAM 8-4 dient als Direktzugriffs-Speicher für eine Notizblock-Verarbeitung in Verbindung mit Mikroprozessor 8-1, und der nicht flüchtige RAM 8-5 wird als semi-permanenter Speicher für verschiedene Bediener- und fabrikseitige Einstellungen verwendet, wie z.B. Zeiten für das Mahlen der Bohnen, Zeiten für das Einspritzen von Milch und verschiedene Temperatur- und Druckeinstellungen.
Das in Figur 9 dargestellte Bedienfeld (Tastatur) 342 ist ein herkömmlicher Membrantyp mit Tastenflächen, welche über herkömmliche Pufferschaltkreise (nicht speziell dargestellt) zur Bereitstellung von Tastatureingaben mit einer oktalen Tristatebus-Schnittstelle 8-10 verbunden sind, welche wiederum den Tastenstatus dem Mikroprozessor 8-1 über den Bus 8-2 mitteilt. Die Eingabetasten auf dem Bedienfeld 342 umfassen Wähltasten 9-1 und 9-2 für Kaffee und coffeinfreien Kaffee, Tasten 9-3 und 9-4 für einfachen/doppelten Milchkaffee, Tasten 9-5 und 9-6 für einfachen/doppelten Capuccino und Tasten 9-7 und 9-8 für einfachen/doppelten Espresso. Rechts von den Getränke-Auswahltasten ist ein Satz von Tasten 9-10 bis 9-13 zur Auswahl von folgenden Betriebsarten vorhanden: Reinigung, groß (optionale große Portion), nur mit Dampf behandelte Milch bzw. nur heißes Wasser. Mittig unter den Getränke- und Funktions-Auswahltasten ist eine Einschenktaste 9-14, welche die Hauptsteuerung veranlaßt, die von den oben aufgelisteten Tasten erfaßten Getränke-Auswahlanweisungen auszuführen.
Auf dem Feld 342 sind Anzeigen (LED/LCD) vorgesehen. Von diesen stellt ein alphanumerisches Anzeigefenster 9-16 Bedienerhinweise, eine Bestatigung der Getränkeauswahl und andere Nachrichten bereit, welche gemäß dem programmierten Mikroprozessor zurück zum Bediener dargestellt werden. Ein Milchpegel-Anzeiger 9-17 reagiert auf den oben in Verbindung mit Figur 5 beschriebenen Milch-Gewichtsgeber und stellt so kontinuierlich die verbleibende Menge an gekühlter Milch dar. Die Anzeigen 9-16 und 9-17 sind in diesem Ausführungsbeispiel herkömmliche LCD- bzw. LED-Anzeigen.
Ferner ist eine "verborgene" Bedienertaste 9-18 in einem unmarkierten Bereich des Membran-Bedienfelds vorhanden und zwar so, daß sie nicht ohne weiteres wahrnehmbar ist. Sie dient dazu, eine Reihe von Vorgängen eines verborgenen Menüs zu starten, welche in Verbindung mit der Anzeige 9- 16 so auswählbar sind, daß verschiedene Maschineneinstellungen, statistische Berechnungen und andere Funktionen durchgeführt werden, welche weiter unten in Verbindung mit der Programmierung des verborgenen Menüs, beginnend mit Figur 24, beschrieben sind. Die verborgene Taste 9- 18 soll nicht von einem gelegentlichen Bediener verwendet werden, und deren verborgenes Äußeres sorgt für einen Grad an Sicherheit, durch den unbefugte oder unbeabsich tigte Veränderungen der Maschineneinstellungen verhindert werden.
Zurück zu Figur 8: Die bei 8-11 dargestellten Sensor- Eingangssignale gestatten es dem Mikroprozessor 8-1, unterschiedliche Eingangssignale von der Ablaufsteuerung des Brühaggregats zu empfangen, welches einen Satz von inneren, mittleren und äußeren Infrarot-Sensoren (IR) aufweist, welche mit dem Stellungsszyklus einer elektromechanischen Scheiben-Ablaufsteuerung korreliert sind, welche ein Standardteil der o.g. herkömmlichen, in diesem Ausführungsbeispiel verwendeten Brühereinheit ist. Das Verdichtungsschalter-Eingangssignal ist ebenfalls ein Eingangssignal, welches von der Brühereinheit erhältlich ist und welches den Verdichtungszustand der Mahlgutmasse angibt. Milchtür-, Mahlguttür- und Schaufelrad- (mißt das Volumen des Brühwassers) Eingangssignale geben, wie oben dargelegt, jeweils den Status dieser Komponenten an.
Der Schaltkreis 8-12 zum Erregen/Einlesen des Milchpegelfühlers arbeitet mit einem an sich herkömmlichen linearen variablen Differentialtransformator, der mit Wechselstrom erregt wird und ein Wandler-Aüsgangssignal bereitstellt, welches das Gewicht der Milch darstellt, wie oben in Verbindung mit Figur 5 beschrieben. Der Gewichtswert ist ein analoges Signal, welches vom Eingangskreis 8-12 in ein digitales Signal umgewandelt und mit dem Milchvolumen korreliert wird, welches von der Anzeige 9-17 auf dem Bedienfeld 342 angezeigt wird. Der Mikroprozessor 8-1 überwacht das Ausgangssignal des Wandlers, welches das Milchgewicht und somit das Volumen darstellt.
Die Temperatursensoren 8-13 sind herkömmliche Thermistoren, welche mit dem Bus 8-2 über herkömmliche Verstärker, Filter und Analog/Digital-Wandlerschaltkreise verbunden sind, welche die digitalen Multibit-Äquivalente der analogen Thermistorenwerte schaffen. Insbesondere werden die folgenden Temperatür-Eingangssignale bereitgestellt: Brühaggregattemperatur, Dampftanktemperatur, Wassertanktemperatur und Temperatur der Milch-Kühlvorrichtung.
Die Pegelfühler 8-14 sind in diesem Ausführungsbeispiel herkömmliche Pegelfühler-Schaltungen für Flüssigkeit, welche Pegelfühler-Stäbe (nicht speziell dargestellt) verwenden, welche ionische Flüssigkeiten (nämlich Wasser) erfassen, die eine deutliche Veränderung im Widerstandsniveau bewirken. Die Anzeige wird von einem herkömmlichen Tristate-Bustreiber unter der Steuerung des Mikroprozessors 8-1 erfaßt, wie an sich bekannt. Die Pegelfühler 8-14 stellen folgende Eingangssignale bereit: minimaler Pegelstand im Wassertank, minimaler Wasserpegelstand im Dampftank, maximaler Wasserpegelstand im Dampftank.
Eine Verriegelungsschaltung 8-15, eine von dreien in diesem Ausführungsbeispiel, erzeugt die benötigten Ausgangs- Steuersignale, um unterschiedliche Relais, Magnete und andere elektromechanische Ausgabegeräte anzutreiben. Die Verriegelungsschaltung 8-15 ist mit Ausgangstreibern für verschiedene Stromstärken verbunden, nämlich Treibern für niedrige, mittlere und hohe Stromstärken, abhängig von den Anforderungen der angetriebenen Einrichtung. Insbesondere die Ausgänge der Treiber für mittlere Stromstärke steuern in diesem Ausführungsbeispiel die folgenden Einrichtungen: das Wärmesenkengebläse der Milch-Kühleinrichtung, die Leistungssteuerung der Milch-Kühleinrichtung, die Leistung des Motors des Brühaggregats, die Laufrichtung des Motors des Brühaggregats, die Motoren der Mahlwerke, die Steuerung der Heizelemente des Brühaggregats, die Steuerung der Heizelemente des Wassertanks, die Steuerung der Heizelemente des Dampftanks, die Steuerung der Brühwasserpumpe und die Brühwasserventilsteuerung. Die Treiber für hohe Stromstärken betreiben die folgenden Einrichtungen: Heißwasserventil, Dampfventil Nr. 1, Dampfventil Nr. 2 (Capuccino-Dampfventil), Luftventil für die Steuerung der Luftdurchmischung der mit Dampf behandelten Milch, Auswahlmagnet für coffeinfreien Kaffee, Freigabemagnet für die Motorbremse des Brühaggregats, Milchventil und Wasserventil des Dampftanks. Die Ausgänge der Treiber für niedrige Stromstärke werden verwendet, um einen ggf. vorgesehenen Piepser anzusteuern, welcher z.B. Alarme oder eine Bestätigung eines Tastendrucks meldet.
Ein Selektor/Dekoder 8-16 treibt ebenfalls in einer herkömmlichen Art und Weise, unter Verwendung im Handel erhältlicher IC's, die LED- und LCD-Anzeigen am Bedienfeld 342 an.

Programm der Hauptsteuerung

Das Programm, welches von der Hauptsteuerung 340 und vor allem von deren Mikroprozessor 8-1 verwendet wird, besteht aus einem Hauptprogramm (siehe FIGUREN 10 bis 22), mehreren Interruptroutinen (FIGUR 23) und Routinen des verborgenen Menüs (FIGUREN 24 bis 30). Das Hauptprogramm ist als eine Reihe von Programmodulen ausgeführt, welche Basismodule umfassen, die das Abtasten der Tastatur- Eingangssignale vom Bedienfeld 342 und der Ausgangssignale zu den Anzeigeelementen auf demselben Feld abwickeln. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Programmierung der Software des Mikroprozessors 8-1 in der Programmiersprache C ausgeführt und wird dann kompiliert, assembliert und in das EPROM 8-3 geladen, um einen Teil der in Figur 8 dargestellten Hauptsteuerung 340 zu bilden.
Die Basismodule umfassen Elemente, wie z.B. eine Tastendruckprüfung, Tastaturwerte, Ausgangssignale 8-16 zur LCD-Anzeige, Analog/Digital-Umwandlung, Ausgangssignale zu ausgewählten Ausgangstreibern, welche der Verriegelungsschaltung 8-15 zugeordnet sind, und das Erfassen von Eingangssignalen an ausgewählten Eingangssignalgebern 8-11, 8-12, 8-13 und 8-14.
Die Programmodule umfassen die Hauptbetriebsroutinen, wie in den Figuren 10 bis 30 dargestellt, und eine Vielzahl von Routinen für spezielle Aufgaben, einschließlich einem Verwaltungsprogramm (Halten von Temperaturen, Wasserständen, Ausschalten der Heizer bei niedrigem Dampf- oder Wasserstand); Interruptroutinen zum Prüfen der Tastatur und zum Verarbeiten von Tastenbetätigungen, Routinen zum Herabsetzen von Zählern für Zeitvorgaben, einschl. der Zeitvorgaben von Inkrementen in Verbindung mit Aufgaben des Verwaltungsprogramms; das Einstellen und Überwachen von Parametern unter Verwendung eines verborgenen Menüs, durch welches Mahlzeiten, Milch-Einspritzzeiten usw. eingestellt werden und welches optionale Dienst- und Statistik-Routinen zum Testen, zum Warten und zum Überprüfen kumulativer Statistiken, wie z.B. von Abgabemengen verschiedener Getränke umfaßt.
Wie in den mit den Figuren 10a und 10b beginnenden die Programmierung der Hauptsteuerung betreffenden Flußdiagrammen dargestellt, initialisieren diese beiden Routinen die Komponenten der Hauptsteuerung 340 und sorgen für eine Aufwärmphase.
Figur 10a zeigt konkret ein Flußdiagramm der Startroutine für die Initialisierungsroutine. Nach dem Block 10a-1, dem Zurücksetzen des Prozessors, und/oder dem Block 10a-2, dem Zurücksetzen des Zeitgebers des Überwachungskreises, initialisiert Block 10a-3 die Anzeige und die LED-Treiber, setzt alle Ausgänge zurück und gibt die Routine für die Kühlungsverwaltung frei.
Als nächstes fragt der Verzweigungsblock 10a-4 ab, ob die Warmstartmarke noch gesetzt ist. Wenn die Antwort auf diese Frage ja ist, wird die Aufwärmroutine im Block 10a-5 durchgeführt. Wenn die Antwort auf diese Frage nein ist, wird die Mitteilung "MASCHINE IST AUSGESCHALTET" im Block 10a-6 aktiviert, und im Block 10a-7 wartet das System auf die "einschenken, Kaffee, einschenken"-Routine. Block 10a-8 setzt dann die Warmstartmarke. Block 10a-8 führt zum oben beschriebenen Aufwärmroutine-Block 10a-5. Block 10a-9 weist an, zur Getränke-Auswahlroutine zu gehen.
Figur 10b stellt ein Flußdiagramm einer Startroutine für die Aufwärmroutine dar. Konkret präzisieren die Blocks 10b-1 bis 10b-10 diese Routine.
Block 10b-3 ist ein Verzweigungsblock, welcher abfragt, ob alle Heizer (Wasser-, Dampf- und Brühaggregat-Heizer) die erforderlichen Temperaturen erreicht haben. Wenn nicht, wird die Abfolge der Blöcke 10b-5 bis 10b-10 durchgeführt, bis die geforderten Temperaturen erreicht sind. Dann kehrt das Programm über den Block 10b-4 zur Aufrufstelle zurück. Im übrigen kann in den Blöcken 10b-5 und 10b-6 N einen Wert von 0 bis 3 annehmen. N = 0 bringt die Heißwassertemperatur zur Anzeige. N = 1 bringt die Dampftemperatur zur Anzeige. N = 2 bringt die Brühaggregattemperatur zur Anzeige. N = 3 setzt den Wert von N auf 0 zurück.
Figur 11a zeigt ein weiteres Programmier-Flußdiagramm der Bedienroutine. Die Blöcke 11a-1 bis 11a-20 beschreiben diese Routine im Detail. Insbesondere beschreiben die Blöcke 11a-2 und 11a-3 die Bedienungen für Heißwasser, Nur- Milch oder Nur-Dampf. Die Blöcke 11a-4 und 11a-5 stellen die Bedienung der Reinigungsanforderung dar. Die Blöcke 11a-6 und 11a-7 stellen die Bedienung des Einschenkens dar. Die Blöcke 11a-8 und 11a-9 führen die Bedienung der Getränkeauswahl durch. Die Blöcke 11a-10 und 11a-11 schildern die Bedienung für eine große Getränkeportion im Detail. Die Blöcke 11a-12 und 11a-13 stellen die Bedienung mit dem verborgenen Menü dar. Die Blöcke ha-14 bis 11a-16 schaffen eine Bedienung entsprechend der Art der Bohnen (coffeinhaltig oder coffeinfrei).
Im übrigen wird auf Block 11a-19 hingewiesen, welcher ein "Gehe zu"-Block ist, der die Anweisung für die Implementierung der Subroutine von Figur 11 B gibt.
Figur 11b zeigt ein Flußdiagramm einer Subroutine des Haupt-Flußdiagramms, welches in Figur 11 A dargestellt ist. Die Subroutine von Figur 11 B bestimmt den Status der Milchbehältertüre, des Mahlgut-Abfallbehälters und der Mahlgut-Abfallmenge und besteht aus den Blöcken 11b-1 bis 11b-12.
Die Blöcke 11b-1 bis 11b-4 geben den Status der Milchbehältertüre an (auf oder zu). Die Blöcke 11b-5 bis 11b-8 geben den Status des Mahlgut-Abfallbehälters an (auf oder zu). Die Blöcke 11b-9 und 11b-10 geben den Status der Mahlgut-Abfallmenge an.
Figur 12 zeigt ein Flußdiagramm des Nur-Milch-Programmzyklus, welcher bewirkt, daß die Maschine nur mit Dampf behandelte Milch abgibt. Figur 12 umfaßt die Blöcke 12-1 bis 12-15.
Wie in Figur 12 dargestellt, aktiviert Block 12-1 den Magneten, welcher das Dampfventil Nr. 1 steuert (Dampfventil 81). Block 12-3 sorgt für den Bedienerhinweis "NUR- MILCH". Block 12-7 betätigt den Magneten des Milchventils. Block 12-10 deaktiviert den Magneten des Milchventils. Block 12-14 deaktiviert den Magneten des Dampfventils Nr. 1.
Figur 13a zeigt ein Flußdiagramm des Reinigungs/Auswahl- Startzyklus. Figur 13a umfaßt Blöcke 13a-1 bis 13a-24. Im einzelnen zeigt Block 13a-2 eine "REINIGEN DER MASCHINE"- Meldung an. Block 13a-3 schaltet die Relais für den Strom und die Vorwärtsrichtung des Aggregatmotors ein. Wie in Block 13a-6 dargestellt, setzt sich der Vorgang fort, bis eines der folgenden Ereignisse eintritt: eine Erfassung am mittleren Infrarot-Sensor (Stellungssensoren 380), ein geöffneter Verdichtungsschalter oder eine vorgegebene Ablauf zeit. Die o.g. Relais werden dann deaktiviert am Block 13a-10 (setze: Abschaltmarke)
Blöcke 13a-11, 13a-12 und 13a-14 aktivieren die Relais für das Brühwasserventil und die Brühwasserpumpe und die Magnete für das Dampfventil Nr. 1 (Dampfventil 81) und das Capuccino-Dampfventil (Dampfventil 82). Nach einer vorgegebenen Zeit, siehe Block 13a-15, werden die Magnete für das Dampfventil Nr. 1 (Dampfventil 81) und das Capuccino-Dampfventil (Dampfventil 82) im Block 13a-17 deaktiviert, und die Relais für das Brühwasserventil und die Brühwasserpumpe werden im Block 13a-18 deaktiviert.
Im Block 13a-20 wird das Relais für die Stromversorgung des Aggregatmotors und das Relais für die Rückwärtsrichtung des Aggregatmotors aktiviert. Dieser Vorgang dauert an, bis im Block 13a-21 entweder eine Erfassung am äußeren Infrarot-Sensor (Stellungsgeber 380) erfolgt oder eine vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Block 13a-23 ist eine Wiederholschleife. Anschließend geht der Reinigungszyklus weiter zum "Reinigungsende", wie unten in Figur 13b beschrieben.
Figur 13b stellt ein Flußdiagramm des Reinigungs/Auswahl- Endzyklus dar und umfaßt die Blöcke 13b-1 bis 13b-7. Wenn im Block 13b-2 die Abschaltmarke gesetzt wurde, werden alle Heizer deaktiviert und die Heizersteuerungen im Block 13b-3 ausgeschaltet. Die Warmstart-Datenmarke wird im Block 13b-4 gelöscht, und die Prozessoradresse wird im Block 13b-5 auf "0000" zurückgesetzt.
Figur 14 stellt ein Flußdiagramm des Einschenkzyklus dar und besteht aus den Blöcken 14-1 bis 14-13. Block 14-2 beendet das Blinken der "EINSCHENK"-LED. Block 14-3 zeigt das gewählte Getränk an. Wenn Milchkaffee oder Capuccino im Block 14-4 gewählt ist&sub1; werden die Milch-Arbeitsschritte im Block 14-5 eingeleitet und im Block 14-8 fortgesetzt. Das Mahlen beginnt im Block 14-6 und wird im Block 14-7 fortgesetzt.
Der Einschenkzyklus ist nun vollständig durchgeführt. Block 14-9 deaktiviert die "EINSCHENK"-LED. Block 14-10 aktiviert die Meldung "WAHLE GETRÄNK".
Figur 15 stellt ein Flußdiagramm des Getränke/Auswahlzyklus dar und besteht aus den Blöcken 15-1 bis 15-13. Blöcke 15-2, 15-3 und 15-4 laden die Dauer für das Mahlen, das Wasservolumen bzw. die Trocknungszeit für das gewählte Getränk. Wenn Milchkaffee oder Capuccino im Block 15-5 gewählt ist, wird die Milch-Einschaltzeit für das gewählte Getränk im Block 15-6 geladen.und werden im Block 15-7 die Milch-Laufmarken gesetzt.
Wenn im Block 15-8 Milchkaffee nicht gewählt wurde, oder wenn weder Milchkaffee noch Capuccino im Block 15-5 gewählt wurden, das heißt, wenn das gewählte Getränk entweder Espresso oder Capuccino ist, dann wird die Marke für große Portionen im Block 15-9 gelöscht und das Licht für große Portionen im Block 15-10 deaktiviert.
Block 15-11 aktualisiert die LED für das gewählte Getränk&sub1; und Block 15-12 aktualisiert die LCD für das angeforderte Getränk.
Figur 16 zeigt ein Flußdiagramm der Arbeitsschritte zum Mahlen der Bohnen und umfaßt die Blöcke 16-1 bis 16-22.
Wenn die Coffein-Marke im Block 16-2 gleich "1" ist, geht das Programm zu Block 16-3, wo der Zeitgeber auf die Mahldauer für coffeinhaltigen Kaffee eingestellt wird und das Relais für den Mahlmotor für coffeinhaltigen Kaffee betätigt wird. Das obige Verfahren wird fortgesetzt, bis die vorgegebene Mahldauer abgelaufen ist, wie im Block 16-4 dargestellt. Block 16-5 deaktiviert dann die Mahlmotoren für coffeinhaltigen und für coffeinfreien Kaffee.
Wenn jedoch im Block 16-2 die Coffein-Marke gleich "0" ist, geht das Programm zum Block 16-7, wo die Relais für die Vorwärtsrichtung des Aggregatmotors und für den Strom des Aggregatmotors aktiviert werden. Die Blöcke 16-9, 16-10 und 16-13 prüfen, ob eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist, der Verdichtungsschalter offen ist oder eine Erfässung am inneren Infrarotsensor (Stellungsgeber 380) erfolgt ist.
Block 16-14 deaktiviert dann das Relais für den Strom des Aggregatmotors, und Block 16-15 aktiviert den Magneten für coffeinfreien Kaffee. Im Block 16-16 wird der Zeitgeber auf die Mahldauer für coffeinfreien Kaffee eingestellt, und das Relais des Mahlmotors für coffeinfreien Kaffee wird betätigt. Der obige Prozeß wird fortgesetzt, bis die voreingestellte Mahldauer verstrichen ist, wie in Block 16-17 dargestellt. Block 16-19 deaktiviert dann jeweils den Mahlmotor für coffeinhaltigen und für coffeinfreien Kaffee. Anschließend wird in den Blöcken 16-20 bzw. 16-21 die Verzögerung für die Rutsche des coffeinfreien Kaffees betätigt und das Relais für den Magneten für coffeinfreien Kaffee deaktiviert.
Figur 17 stellt ein Flußdiagramm der Verdichtungs/Brüh- Arbeitsschritte dar mit den Blöcken 17-1 bis 17-20. Block 17-2 aktiviert das Relais für die Vorwärtsrichtung des Aggregatmotors und das Relais für den Strom des Aggregatmotors. Ein eingestellter Auszeit-Zählerstand wird im Block 17-13 erzeugt. Wenn die vorgegebene Zeitspanne ausläuft (Block 17-14), der Verdichtungsschalter öffnet (Block 17-7) oder eine Erfassung am mittleren Infrarotsensor (Stellungsensoren 380) erfolgt (Block 17-8), wird das Stromrelais des Aggregatmotors im Block 17-5 oder im Block 17-10 deaktiviert.
Im Block 17-11 werden die Relais für die Brühwasserpumpe und das Brühwasserventil aktiviert. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne (Blöcke 17-13 und 17-14) werden die Relais der Brühwasserpumpe und des Brühwasserventils deaktiviert (im Block 17-17 oder im Block 17-19).
Figur 18 zeigt ein Flußdiagramm des Trocknungszyklus (durch welchen der Mahlgutabfallkuchen am Ende des Brühzyklus ausgepreßt wird, um Restflüssigkeit zu entfernen) und die Rückkehr der Brüheinrichtung in einen Anfangszustand (Grundeinstellung). Figur 18 umfaßt die Blöcke 18-1 bis 18-16.
Block 18-2 stellt die Trockungszeit ein. Block 18-3 prüft nach, ob diese Trocknungszeit abgelaufen ist. Die Blocke 18-5 und 18-7 aktivieren die Relais für die Rückwärtsrichtung des Aggregatmotors bzw. für den Strom des Aggregatmotors. Block 18-7 stellt auch einen Auszeit-Zählerstand ein, nach welchem das Relais für den Strom des Aggregatmotors im Block 18-12 deaktiviert wird.
Im Block 18-9 wird die äußere Infraroterfassung (Stellungssensoren 380) geprüft. Das Relais für den Strom des Aggregatmotors wird im Block 18-11 deaktiviert, wenn eine äußere Infraroterfassung im Block 18-9 erfolgt ist. Das Relais für die Rückwärtsrichtung des Aggregatmotors wird im Block 18-15 deaktiviert.
Figur 19 zeigt ein Flußdiagramm des Milch-Abgabezyklus für Milchkaffee und Capuccino. Figur 19 besteht aus den Blöcken 19-1 bis 19-14. Die Laufzeiten für das ausgewählte Getränk werden im Block 19-2 auf der Basis einer Wertetabelle eingestellt, welche vom Bediener in den Einstell- Operationen eingestellt werden kann.
Im Block 19-3 wird der Getränketyp, Milchkaffee oder Capuccino, ausgewählt. Wenn Milchkaffee gewählt ist, wird der Magnet für das Dampfventil Nr. 1 (Dampfventil 81) aktiviert. Wenn Capuccino ausgewählt ist, wird der Magnet für das Capuccino-Dampfventil (Dampfventil 82) aktiviert. Die beiden Blöcke 19-4 und 19-5 führen beide zu einem Block 19-6, welcher die Dampfverzögerungszeit für vor der Milchabgabe abgegebenen Dampf startet. Block 19-7 aktiviert den Magneten des Milchventils. Block 19-8 läßt Milch verzögert laufen. Block 19-9 deaktiviert den Magneten des Milchventils. Block 19-10 startet die Superdampf-Verzögerung.
In Block 19-11 werden die Magnete für das Dampfventil Nr. 1 (Dampfventil 81) und das Capuccino-Dampfventil (Dampfventil 82) aktiviert. Die Verzögerung der Reinigung nach der Milchabgabe läuft im Block 19-12 ab. Die Magnete für das Dampfventil Nr. 1 (Dampfventil 81) und das Capuccino- Dampfventil (Dampfventil 82) werden im Block 19-13 deaktiviert.
Figur 20 stellt ein Flußdiagramm der Haupt-Verwaltungs- Arbeitsschritte dar und besteht aus den Blöcken 20-1 bis 20-19. Die Routinen zur Temperatursteuerung werden im Block 20-7 durchgeführt. Die Erfassung des Pegels des Brühwassertanks erfolgt in den Blöcken 20-9 und 20-10. Die Überwachung des oberen Pegels des Dampftanks wird in den Blöcken 20-12 und 20-13 ausgeführt. Die Überwachung des unteren Pegels des Dampftanks erfolgt in den Blöcken 20-15 und 20-16.
Figur 21a stellt ein Flußdiagramm dar, welches in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsschritten von Figur 20 betrieben wird, und detailliert die Routine zum Entdecken eines unteren Füllstands des Dampftanks. Wenn keine Flüssigkeit im Block 21a-2 entdeckt wird, wird das Relais für das Wasserspeiseventil des Dampftanks im Block 21a-3 aktiviert.
Figur 21b stellt ein Flußdiagramm dar, welches in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsschritten von Figur 20 betrieben wird, und detailliert die Routine zum Erfassen des Pegels des Brühwassertanks. Wenn keine Flüssigkeit im Block 21b-2 entdeckt wird, wird die Pegelmarke des Dampftanks im Block 21b-3 auf OK = 0 gesetzt. Wenn Flüssigkeit im Block 21b-2 entdeckt wird, wird die Pegelmarke des Dampftanks im Block 21b-4 auf OK = 1 gesetzt.
Figur 21c stellt ein Flußdiagramm dar, welches in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsschritten von Figur 20 betrieben wird, und detailliert die Routine zum Überwachen des oberen Pegels des Dampftanks. Wenn Flüssigkeit im Block 21c-2 entdeckt wird, wird das Relais zum Wasser- Speiseventil des Dampftanks im Block 21c-3 deaktiviert.
Figur 21d zeigt ein Flußdiagramm, welches in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsschritten von Figur 20 betrieben wird, und detailliert die Routine für keine Verwaltungstätigkeit. Ein Block 21d-2 stellt den Rücksprung zurück zur Aufrufstelle dar.
Figur 22 stellt ein Flußdiagramm der Überwachung und Regelung der Temperatursteuerung dar, welches ebenfalls in Verbindung mit den Haupt-Verwaltungsschritten von Figur arbeitet. Wenn im Block 22-3 die Temperatur höher ist als der Kühl-Einstellpunkt, wird im Block 23-5 das Relais für den Kühlerstrom aktiviert. Wenn jedoch die Temperatur geringer ist als der Kühl-Einstellpunkt, wird das Relais für den Kühlerstrom im Block 22-4 deaktiviert.
Wenn der Maschinenzustand im Block 22-6 "ein" ist, wird im Block 22-8 der Pegel des Wassertanks geprüft und korrigiert, wird an den Blöcken 22-9 bis 22-11 die Aggregattemperatur ermittelt und verändert, wird an den Blöcken 22-12 bis 22-15 der Dampfdruck geprüft und verändert und wird an den Blöcken 22-16 bis 22-18 die Wassertemperatur festgestellt und korrigiert.
Figur 23 stellt ein Flußdiagramm der Zeit-Steuerroutine dar und umfaßt die Blöcke 23-1 bis 23-12. Block 23-3, ein Abnahme-Zähler Nr. 1, steuert die Mahlzeiten und andere Verzögerungen. Block 23-5, ein Abnahme-Zähler Nr. 2, steuert Auszeit- und Milch-Zeitvorgaben sowie andere zeitgesteuerte Funktionen. Block 23-7, ein Abnahme-Zähler Nr. 3, steuert Zeit und andere zeitgesteuerte Funktionen. Block 23-9, ein Abnahme-Zähler Nr. 4, steuert ebenfalls zeitgesteuerte Funktionen. Block 23-11 setzt eine 0,5-Sekunden-Marke und legt fest, wann die Verwaltungsroutine gestartet werden soll.

Programme der verborgenen Menüs

Wie oben ausgeführt, wird das Programm der verborgenen Menüs über die Taste 9-18 für das verborgene Menü, welche auf dem Bedienfeld 342 von Figur 9 dargestellt ist, gestartet und ermöglicht das Einstellen von unterschiedlichen Zeit-, Temperatur- und Volumen-Parametern ebenso wie das Abrufen und Anzeigen kumulativer Statistiken. Obwohl nicht besonders dargestellt, können die Routinen des verborgenen Menüs optional Diagnosen bereitstellen, welche das System testen, um so fehlerhafte Module und Komponenten zu lokalisieren.
Wie in Figur 24 dargestellt, umfaßt die Routine der höheren Ebene des verborgenen Menüs eine Reihe von Blöcken 24-1 bis 24-15, welche es dem Bediener gestatten, über eine Abfolge von Betätigungen der Taste 9-18 für das verborgene Menü und anderer Tasten auf dem Bedienfeld, in Zusammenarbeit mit den Bedienerhinweisen, welche im Anzeigefenster 9-16 erscheinen, den gewünschten Steuervorgang innerhalb des verborgenen Menüs zu erreichen. Somit bewirkt ein Verzweigungsblock 24-8 für eine neue Tasteneingabe bei aufeinanderfolgenden Tastenbetätigungen, daß das Programm zu einem Untermenü springt, welches in diesem Ausführungsbeispiel vielfache Auswahlkategorien umfaßt, wie z.B. Prüfeingaben, Soll-Temperaturen, Soll-Mahlzeiten usw.
Konkret wird durch die Reihe von Verzweigungsblöcken 24-4 bis 24-12, in Verbindung mit dem Inkrement-Kategorie- Zeiger 24-11, welcher im Anzeigefenster 9-16 die verfügbaren Kategorien anzeigt, der Bediener aufgefordert, eine einer Mehrzahl von Untermenü-Kategorien auszuwählen, von denen Beispiele in Figur 24 aufgelistet sind, nämlich Prüfeingaben, Soll-Temperaturen, Soll-Mahlzeiten, Soll- Wasservolumen, Soll-Milchzeitvorgaben, verschiedene Soll- Zeiteinstellungen und tägliche Statistiken.
Um diese Arbeiten auszuführen, wird eine Betätigung der Taste 9-18 für das verborgene Menü vom programmierten Mikroprozessor 8-1 in dem Sinne erkannt, daß sie Zugang zur höchsten Ebene des verborgenen Menus in Figur 24 verschafft. Nach dem Einsteigen in die verborgenen Menüs werden bestimmte andere Tasten auf dem Bedienfeld 342, insbesondere die Einschenktaste 9-14, die Taste 9-7 für einfachen Espresso, die Taste 9-6 für doppelten Capuccino und die Taste 9- 8 für doppelten Espresso dazu verwendet, die verfügbaren Kategorien auszuwählen und die Parameter wie folgt einzustellen: Die Taste 9-7 für einfachen Espresso wählt die Kategorie aus; die Taste 9-6 für doppelten Capuccino bewirkt ein Erhöhen des Wertes des Parameters der gewählten Kategorie, z.B. der Milchzeit; die Taste 9-8 für doppelten Espresso bewirkt ein Verringern des Wertes der gewählten Kategorie; und die Einschenktaste 9-14 arbeitet ähnlich wie eine "enter"-Taste, um die Anweisung auszuführen.
Angenommen, der Bediener hat den Untermenü-Punkt "Prüfe Eingangssignal" ausgewählt, dann springt das Programm zu dem Flußdiagramm, welches in Figur 25 dargestellt ist, und die nachfolgenden Vorgänge werden ermöglicht. Wie in Figur 25 dargestellt ist, ermöglicht die Reihenfolge von Verzweigungs- und Anweisungsblöcken 25-1 bis 25-15, welche in Verbindung mit einer im Fenster 9-16 am Bedienfeld 342 angezeigten Meldung oder Aufforderung arbeiten, ein Ablesen von: Kühltemperatur, Brühaggregattemperatur, Dampfheizertemperatur, Wasserheizertemperatur und prozentualer Pegel der Milch (Menge der verbleibenden gekühlten Milch). Am Ende der Prüffolge stellt die Eingangssignal- Prüfroutine von Figur 25 das System in den Basis-Eingangsblock 24-1 von Figur 24 zurück für eine weitere Benutzung der Arbeiten der hohen Ebene des verborgenen Menüs.
Wie in den Figuren 26, 27 und 28 dargestellt, ist einer der primären Zwecke der über das verborgene Menü zugänglichen Arbeiten, es einem Bediener zu ermöglichen, die grundlegenden Parameter für Zeitvorgaben, Temperatur, Volumen und andere signifikante Parameter, welche die Eigenschaften und die Qualität des Getränks bestimmen, einzustellen und nötigenfalls anzupassen. Daher ist in Figur 26 ein Flußdiagramm der Arbeitsschritte des verborgenen Menüs dargestellt, mit welchen die Mahlzeiten eingestellt werden, welche die Menge an Mahlgut bestimmen, die an die Brühereinheit von den Bohnen-Mahlwerken ausgegeben werden, um die Mahlgutmasse zu bilden. Der Vorgang beginnt mit dem Eingangsblock 26-1 für die Einstellung der Mahlzeit und geht weiter über eine Reihe von Anweisungs- und Verzweigungsblöcken 26-2 bis 26-18, welche die Unterkategorien der einstellbaren Parameter anzeigen. Wenn die gewünschte Unterkategorie ausgewählt wurde, springt das Programm bei 26-13 zu einem verborgenen auf/ab-Menü, welches die Einstellung der gewählten Mahlzeit ändert. Die in Figur 26 angegebenen Unterkategorien umfassen die Mählzeiten für einfachen und doppelten coffeinhaltigen Kaffee und die Mahlzeiten fur einfachen und doppelten coffeinfreien Kaffee und bilden so ingesamt vier getrennte wählbare Unterkategorien. Die Unterkategorien werden wieder durch eine Abfolge von Betätigungen der oben beschriebenen Tasten des Bedienfelds in Verbindung mit den Aufforderungen und Anzeigen, welche im Fenster 9-16 des Bedienfelds 342 (Figur 9) dargestellt werden, ausgewählt. Die über das verborgene Menü zugänglichen auf/ab-Einstellungen werden in Verbindung mit dem Flußdiagramm von Figur 29 beschrieben.
Für ein weiteres Beispiel der Arbeitsschritte zum Einstellen von Parametern, welche durch das verborgene Menü bereitgestellt werden, wird auf Figur 28 verwiesen, welche ein Flußdiagramm zum Einstellen der Milch-Zeitvorgaben darstellt. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind 12 unterschiedliche Unterkategorien, wie in der oberen rechten Ecke von Figur 7 aufgelistet, verfügbar. Diese Unterkategorien sind verschiedene Permutationen von einfachen und doppelten, coffeinhaltigen und coffeinfreien, normalen und großen Milchkaffee- und Capuccino-Getränken. Das Flußdiagramm selbst ist so dargestellt, daß man über einen Eingangsblock 27-1 für die Einstellung der Milch-Zeitvorgaben einsteigt und über eine Reihe von Anweisungs- und Verzweigungsblöcken 27-2 bis herunter zu Block 27-18 weitergeht, welcher die Meldung der gewählten Unterkategorie im Anzeigefenster 9-16 am Bedienfeld anzeigt. Wie im Falle des Auswählens der Mahlzeiten in Figur 26, ermöglicht es eine Abfolge von Betätigungen der oben beschriebenen Tasten am Bedienfeld in Verbindung mit der Anzeige 9-16 dem Bediener, in die gewünschte Unterkategorie zu gelangen und dann im Anweisungsblock 27-12 in das verborgene auf/ab-Menü von Figur 29 zu springen, welches wiederum das eigentliche Zurücksetzen für den gewählten Zeitparameter bewerkstelligt. Um z.B. die Milch-Einspritzzeit für ein doppeltes Milchkaffeegetränk mit Coffein einzustellen, verwendet der Bediener die Bedienschritte des Flußdiagramms von Figur 27, um in die Unterkategorie "X = 2 Milchzeit für doppelten coffeinhaltigen Milchkaffee" zu gelangen, was im Fenster 9-16 am Bedienfeld 342 angezeigt wird, und dann kann mit dem Sprung in das verborgene auf/ab-Menü der spezielle Zeitwert nach oben oder nach unten angepaßt werden, wie weiter unten in Verbindung mit Figur 29 erklärt wird.
In Figur 28 ist ähnlich wie in den Figuren 26 und 27 ein zusätzlicher Satz von sonstigen Zeiteinstellungen verfügbar, welcher durch das Abarbeiten des verborgenen Menüs erreicht wird, um Zeitparameter zurückzusetzen, wie z.B. die Vormilchdampf-Einschaltzeit, die Zeitvorgabe für den Reinigungszyklus, die einfache-Capuccino-Superdampfverzögerung und andere sonstige Zeitkategorien, von denen insgesamt 14 rechts oben in Figur 28 dargestellt sind. Die spezifischen Anweisungs- und Verzweigungsblöcke des Menüs für verschiedene Zeitvorgaben von Figur 28 umfaßt den Eingangsblock 28-1 und dann eine Reihe von Anweisungs- und Verzweigungsblöcken 28-2 bis 28-17. Die Arbeitsschritte sind hier im wesentlichen dieselben wie jene, die in Verbindung mit den Figuren 26 und 27 beschrieben sind, und nach dem os Erreichen des Verzweigungsblocks 28-10, nachdem die Unterkategorie angezeigt und ausgewählt wurde, springt der Prozessor im Sprungblock 28-11 zu dem verborgenen auf/ab-Menü, welcher seinerseits das auf/ab-Menü von Figur 29 aktiviert, welches die Werte, die in einer ausgewählten der 14 Unterkategorien von Figur 28 aufgelistet sind, zurücksetzt.
Das auf/ab-Menü selbst ist nun in Figur 29 dargestellt und umfaßt eine Reihe von Anweisungs- und Verzweigungsblöcken 29-1 bis 29-15. Der Block 29-2 bewirkt, daß der Prozessor von Nachschlagtabellen die existierenden Einstellungen und Grenzen für den besonderen ausgewählten Parameter, welcher zurückgesetzt werden soll, wie z.B. die Milchzeit, erhält. Der Verzweigungsblock 29-4 legt die Einstellrich tung fest. Block 29-6 für eine Minimalgrenze und Block 29-5 für eine Maximalgrenze begrenzen die Einstellbereiche der Parameter. Wenn von den Verzweigungsblöcken 29-6 und 29- 5 festgestellt wird, daß die Grenzen nicht überschritten wurden, wird anschließend von den Blöcken 29-11 und 29- 12 der Wert erniedrigt bzw. erhöht und die Anzeige im Block 29-14 überschrieben, um den eingestellten Wert anzuzeigen. Wenn die Grenzen überschritten wurden, wird ein Piepton durch den Block 29-8 ausgesandt, und es erfolgt ein Rücksprung zum aufrufenden Unterkategorie-Menü.
Der Kürze halber sind nicht alle Einstellmenüs der anpaßbaren Parameter in den Figuren dargestellt worden. Zusätzlich zu den Menüs, welche in den Figuren 26, 27 und 28 beschrieben wurden, existieren bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen Menüs zum Einstellen des Wasservolumens (legt die Menge an Brühwasser fest, welches an die Brühereinheit abgegeben wird) und von Temperaturvorgaben (legt die unterschiedlichen Temperatur-Pegel der Milchkühlung, die Temperatur des Brühaggregats, die Temperatur der Dampfheizung und die Temperatur der Wasserheizung fest). Derartige zusätzliche Arbeiten, welche über das verborgene Menü zugänglich sind, werden im wesentlichen auf dieselbe Art und Weise realisiert, wie für die Mahlzeiten, die Milchzeitvorgaben und sonstige Routinen für Zeitvorgaben, wie in den Figuren 26, 27 und 28 dargestellt, und verwenden das gemeinsame auf/ab-Menü der Figur 29, um die ausgewählten Parameter anzupassen und somit neu einzustellen. Es versteht sich, daß die Arbeiten des verborgenen Menüs normalerweise nicht bei jedem Durchführen des Getränke- Auswahl- und Einschenkvorgangs notwendig sind. Der Modus des verborgenen Menüs ermöglicht es einem Manager, Besitzer oder einem anderen überwachenden Bediener, die verschiedenen Parameter-Einstellungen neu zu programmieren, was in größeren zeitlichen Abständen wünschenswert sein kann.
Zusätzlich zu den Ebenen für das Neueinstellen der Parameter ermöglichen die Arbeiten des verborgenen Menüs auch das Abrufen verschiedener kumulativer Statistiken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden z.B. tägliche Statistiken akkumuliert und unter Verwendung des Flußdiagramms des verborgenen Menüs von Figur 30 abgerufen. Wie in dieser Figur dargestellt ist, ermöglicht eine Reihe von Anweisungs- und Verzweigungsblöcken, welche mit dem Einstiegsblock 30-1 beginnen und sich bis zum Meldungs- Anzeigeblock 30-18 fortsetzen, das Abrufen der Mengen eines jeden ausgeschenkten Getränks seit dem letzten Ausschalten. Im einzelnen wird das Menü für die Überprüfung der täglichen Statistiken durch das Auswählen auf der hohen Ebene der Basis-Arbeiten des verborgenen Menüs von Figur 24 gestartet, und dann werden die innerhalb des Menüs der täglichen Statistiken verfügbaren Unterkategorien durch eine Routine von Betätigungen der o.g. Tasten in Verbindung mit den im Fenster 9-16 des Bedienfelds angezeigten Unterkategorien ausgewählt. Die Auswahl der Kategorie Nr. 4 "doppelter coffeinhaltiger Milchkaffee" ermöglicht es dem Manager der Vorrichtung zum Beispiel, die gesamte Menge an doppelten coffeinhaltigen Milchkaffee-Getränken abzurufen, welche seit dem letzten Ausschalten vermutlich bei Betriebsschluß am vergangenen Abend ausgeschenkt wurden.
Es versteht sich, daß das Abrufen der Statistiken des verborgenen Menüs, welches in Figur 30 dargestellt ist, eine Darstellung zahlreicher statistischer Informationen bedeutet, welche gespeichert und abgerufen werden können, indem der programmierte Mikroprozessor der Hauptsteuerung 340 verwendet wird. Zusätzliche statistische Optionen umfassen z.B. Manager-Statistiken, welche die Akkumulierung der Getränkemengen ermöglichen, die seit einem vorangegangenen vom Maschinenmanager ausgeführten Löschbefehl ausgeschenkt wurden, und welche zahlreiche Tage, Wochen oder, falls gewünscht, sogar Monate, umfassen können. In gleicher Weise können gesamte kumulative Statistiken gespeichert und zur Anzeige abgerufen werden, die die Getränkemengen darstellen, die seit der ursprünglichen Installation oder während irgendeiner anderen geeigneten historischen Zeitspanne ausgeschenkt wurden.
Des weiteren können, falls gewünscht, verborgene Menüs vorgesehen sein, welche unterschiedliche Diagnosen am Gerät durchführen. Ein derartiges Diagnose-Menü kann eine Reihe von Prozeßschritten umfassen, welche wiederum durch die Taste für das verborgene Menü in Verbindung mit dem Anzeigefenster ermöglicht werden, um den Status verschiedener Ausgaben oder die Zustände von Einrichtungen im Gerät abzufragen, wie z.B. die Ausgaben der Mahlmotoren, des Brühwasserventils, des Milchventils usw., welche normalerweise als ein- oder ausgeschaltete Zustände angezeigt werden.
Obwohl hierin nur ein spezielles Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung offenbart wurde, ist es für Fachleute ohne weiteres offensichtlich, daß zahlreiche Veränderungen und Modifikationen hierzu möglich sind, inklusive der Verwendung von äquivalenten Vorrichtungen und Verfahrensschritten, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Obowohl die Hauptsteuerung 340, die oben in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel offenbart ist, einen programmierten Mikroprozessor umfaßt, kann eine Alternative zu diesem Ausführungsbeispiel z.B. eine fest verdrahtete Logik und/oder programmierbare logische Komponenten umfassen, wie z.B. programmierbare Gatteranordnungen (Gate Arrays) Derartige alternative Ausführungsformen würden dieselben oder ähnliche Möglichkeiten der Datenverarbeitung aufweisen, wie oben beschrieben. In gleicher Weise versteht sich, daß, obwohl in den Figuren 10 bis 30 eine bevorzugte Form der Programmierung für den Mikroprozessor 8-1 offenbart ist, andere Anweisungen und Abfolgen verwendet werden können, ohne von den grundlegenden Funktionen, Merkmalen und Verfahrensschritten der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Schließlich kann, obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel einen Mikroprozessor verwendet, welcher, wenn er von den Inhalten des EPROM 8-3 programmiert wird, zugeordnete Befehle ausführt, ein alternatives System einen programmierbaren Mehrzweck-Rechner umfassen, welcher ein Mikrocomputer sein kann, der Befehlsroutinen, die oben offenbart wurden, gemäß Software-Programmierungen durchführt, die auf Diskette oder Band gespeichert sind.

Claims

1. Vorrichtung zum automatischen Zubereiten und Eingießen von Getränken, welche dampfbehandelte Milch enthalten, welche in Kombination umfaßt:

eine Herstelleinrichtung für dampfbehandelte Milch, welche eine Mischeinrichtung (98) enthält, welche so ausgebildet ist, daß sie Milch aus einer gekühlten Versorgungseinrichtung mit Luft und Dampf mischt, um ein aufgeschäumtes, dampfbehandeltes Milchgemisch zu erzeugen, und welche eine abgeteilte Menge dieses aufgeschäumten, dampfbehandelten Milchgemisches abgibt;

von einem Benutzer betätigte Auswahlmittel (342), welche so ausgebildet sind, daß sie es einem Benutzer ermöglichen, ein dampfbehandelte Milch enthaltendes Getränk auszuwählen; und Steuermittel (340), welche mit der Herstelleinrichtung (98) für von Luft mitgeschleppte und dampfbehandelte Milch und mit den vom Benutzer betätigten Auswahlmitteln gekoppelt sind, wobei die Steuermittel so ausgebildet sind, daß sie a) die Arbeitsweise und die zeitlich richtige Abstimmung derselben automatisch und in Abhängigkeit von den von dem Benutzer betätigten Auswahlmitteln steuern; und b) die Mischeinrichtung (98) nach der Erzeugung des dampfbehandelten Milchgemisches mit Dampf reinigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Herstelleinrichtung für dampfbehandelte Milch umfaßt:

Milchvorrats-Behältermittel (94), die einen Vorrat an frischer, flüssiger Milch aufnehmen können;

wobei die Mischeinrichtung eine Venturi-Einheit (90) für dampfbehandelte Milch aufweist, die eine Venturi- Injektor-Engstelle (158) enthält;

elektrisch betriebene Milch-Ventilmittel (230) zum wahlweisen Offnen eines Ventils (96), um die Milchvorrats- Behältermittel (94) mit der Venturi-Injektor-Engstelle (158) in Verbindung zu setzen, sowie elektrisch steuerbare Dampf-Ventilmittel (82), die eine Dampf-Versorgungseinrichtung (70) mit einem stromaufwärtigen Ende der Venturi- Injektor-Engstelle (158) verbinden können, so daß das Betätigen der elektrisch steuerbaren Dampf-Ventilmittel (82) und der elektrisch betätigten Milch-Ventilmittel (96) bewirkt, daß Dampf durch die Venturi-Einheit (90) zur Erzeugung dampfbehandelter Milch-Luft getrieben wird und Milch aus dem Milchvorrat (94) durch Venturi-Injektion in die Venturi-Injektor-Engstelle (158) gesaugt wird, um Dampf und Milch zu mischen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Steuermittel für die zeitlich richtige Abstimmung so ausgebildet sind, daß sie die elektrisch steuerbaren Dampf-Ventilmittel (82) für eine vorbestimmte Zeitdauer nach Abgabe der abgeteilten Menge an geschäumtem, dampfbehandeltem Milchgemisch betätigen, um restliche Milch aus der Venturi-Einheit (90) zur Erzeugung von dampfbehandelter Milch zu entfernen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche ferner Mittel zum Mahlen von Kaffebohnen und zum Brühen von Flüssigkeit umfaßt, welche, abhängig von vorgegebenen Steuersignalen, Bohnen mahlen und brühen und eine abgeteilte Flüssigkeitsmenge abgeben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Steuerung einen programmierten Mikroprozessor (8-1) und Ein-/ Ausgabe-Schnittstellen umfaßt, welche den programmierten Mikroprozessor mit den Mitteln zum Mahlen von Bohnen (24, 30) und zum Brühen (22), mit der Herstelleinrichtung (90) für dampfbehandelte Milch und mit den vom Benutzer betätigten Auswahlmitteln koppelt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, welche ferner einen einheitlichen Gehäusekörper aufweist, in welchem Aufnahme finden und getragen sind: die Herstelleinrichtung für dampfbehandelte Milch, die vom Benutzer betätigten Auswahlmittel, die Steuermittel, die Milch- Behältermittel (94), die Venturi-Mittel (90), die Milch- Ventilmittel (96), die Dampf-Ventilmittel (82), die Mittel zum Mahlen von Bohnen (24, 30) und zum Brühen von Flüssigkeit (22) und die Kühleinrichtung (118, 120).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, welche ferner Abgabemittel enthält, welche von dem Gehäusekörper getragen sind und welche in Strömungsverbindung mit der Herstelleinrichtung für dampfbehandelte Milch und mit den Mitteln zum Brühen von Flüssigkeit stehen, wodurch deren abgegebene Ströme an den Benutzer an einer einzigen Stelle abgegeben werden.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche auch eine elektrisch steuerbare Kühleinrichtung (118, 120) enthält, die so angeordnet ist, daß sie mit den Steuermitteln gekoppelt ist, und die so angeordnet ist, daß sie den Milch-Vorratsbehälter (94) bei einer geregelt gekühlten Temperatur hält und die Temperatur des Milchvorrats in einem vorgegebenen Bereich hält.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, in welcher der Milchvorrat bis hin zu einer Öffnung (196) mit kleinem Durchmesser gekühlt ist, welche einen Ventilsitz (198) an den Mitteln zur Dampfherstellung bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, in welcher der Milchvorrat in einer Kammer (113) gekühlt wird, in welcher gekühlte Luft zirkuliert.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Herstelleinrichtung (90) für dampfbehandelte Milch umfaßt: einen geregelten Dampferzeuger (70) und eine Dampf-Auslaßöffnung, einen elektrisch steuerbaren Wasservorratstank, einen Heizer (72), ein elektrisch steuerbares Wasserspeiseventil (74), wobei das elektrisch steuerbare Wasserspeiseventil (74) und der Heizer (72) mit den Steuermitteln verbunden sind, um durch diese gesteuert zu werden, um auf diese Weise eine abgeteilte Dampfmenge in dem Wassertank, welcher in Verbindung mit der Dampf-Auslaßöffnung steht, in vorgegebenen Temperatur- oder Druckbereichen zu halten.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die von dem Benutzer betätigten Auswahlmittel ein mit den Fingern bedienbares Tastenfeld enthalten.